华东理工李春忠副校长/李会会/日本东北大李昊Angew | 数据与理论双驱设计高性能OER催化剂！

背景：酸性析氧反应（OER）催化剂是质子交换膜水电解槽（PEMWE）的关键瓶颈，传统Ru基催化剂活性虽高但稳定性不足，而Ir基催化剂成本高昂。因此，如何同时提升RuO₂的活性和稳定性是核心科学问题。研究目的：本研究旨在通过大规模文献数据挖掘与理论微观动力学模型相结合，从20种金属掺杂元素中筛选出能同时提升RuO₂酸性OER活性和稳定性的最优掺杂元素，并揭示其作用机制。结论：研究发现多金属Ru基氧化物性能优于单金属Ru氧化物，并通过理论筛选识别出V为最优掺杂元素。实验合成的V掺杂RuO₂催化剂在10 mA cm⁻²下过电位仅193±1 mV，可稳定运行超过3000小时。机制揭示V具有“双重作用”：一方面，V掺杂诱导形成Lewis酸性的高价Ru位点，促进O–H键极化与脱质子过程，提升活性；另一方面，多价态V作为动态氧化还原缓冲中心，抑制Ru过度氧化与溶解，提升稳定性。该工作展示了“数据—理论—实验”一体化催化剂设计新范式。