又双叒是掺杂!华东理工「国家杰青」李春忠副校长/中科大俞书宏院士,最新Nature子刊 | 3000h不衰减!
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2026-07-29 08:30
文章摘要
背景: 钌氧化物在酸性环境中稳定性差,且催化活性与稳定性之间存在权衡问题,制约了质子交换膜水电解池的发展。研究目的: 本研究旨在开发一种快速、绿色的方法,通过硼掺杂来同时提升RuO2的催化活性和稳定性,以解决上述矛盾。结论: 本文展示了一种空化介导的声化学策略,可在常温常压下几分钟内实现RuO2的均匀取代式硼掺杂。硼原子取代晶格中的Ru位点并形成强共价B-O键,优化了含氧中间体的吸附,抑制了晶格氧的参与(LOM途径),从而显著提高了催化剂的内在活性和稳定性。所得硼嵌入RuO2在酸性条件下表现出低过电位(180 mV @ 10 mA cm-2)和超长稳定性(>3000小时)。在质子交换膜水电解池中,该催化剂可在工业级电流密度(1 A cm-2)下稳定运行超过200小时。这项工作为设计高效、高稳定性的掺杂型氧化物催化剂提供了新思路。
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