Nature Catalysis:OER催化剂智能设计!
纳米人
2026-01-12 18:58
文章摘要
背景:质子交换膜水电解是绿氢制备的关键技术,其阳极析氧反应需在强酸性环境中进行,目前依赖昂贵且稀缺的铱基催化剂。二氧化钌虽有潜力,但稳定性不足,而多元钌基氧化物的化学空间庞大,传统方法难以高效协同优化可合成性、活性与稳定性。研究目的:开发一种名为“混合加速”的分层智能工作流程,整合理论描述符、高通量实验数据与机器学习模型,实现对酸性介质中析氧催化剂的可合成性、活性及稳定性的联合预测与优化。结论:该工作流程通过379次实验验证,从钌基多元氧化物中筛选出七种性能超越现有帕累托前沿的催化剂,最优组分Ru0.5Zr0.1Zn0.4O2在10 mA cm⁻²下过电位为194 mV,钌溶出率比纯RuO₂低12倍。研究揭示了掺杂剂(如锆、锌)对稳定性的关键作用,并提供了可推广的智能化材料设计框架,加速了高性能酸性析氧催化剂的发现。
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