南航NC：LiCoO2纳米片助力RuO2在PEM电解槽中稳定运行2000小时

文章预览

01 科学背景 质子交换膜水电解（PEMWE）因高电流密度和低能耗成为未来制氢关键技术。目前阳极主要采用 RuO 2 和IrO 2 催化剂，其中RuO 2 在酸性析氧反应（OER）中活性更高且成本更低，但其晶格氧机制（LOM）易引发氧缺陷和结构坍塌，同时Ru在高电位下会氧化为可溶性RuO 4 导致稳定性不足。研究表明， RuO 2 的不稳定性源于Ru-O键电荷分布失衡，通过调控Ru-O键电子结构抑制晶格氧参与反应，是提升其催化性能的关键策略。 传统RuO 2 催化剂的电子态稳定性受限于Ru位点特性：富电子态易引发晶格氧缺陷，缺电子态则易因过氧化而溶解。现有载体虽可通过调节Ru-O键电子分布延缓溶解，但难以动态适应高电位OER过程的动态键变化。二维LiCoO 2 米片载体有望突破此瓶颈：其层状结构支持Li+快速二维扩散，动态优化Ru-O键微环境；垂直方向的电子通道强化金属-载 ………………………………