🔥 热搜 🔥
百度今日热点微信公众平台贴吧opggdnf私服百度贴吧知乎dnf公益服百度傻逼
分类
社会娱乐国际人权科技经济其它
🔥 热搜 🔥
百度今日热点微信公众平台贴吧opggdnf私服百度贴吧知乎dnf公益服百度傻逼
分类
社会娱乐国际人权科技经济其它
查看原文
其他

​中科院长春应化所Nature子刊：氧化钌对稳定水氧化的定制反应路径

PDR 催化开天地 2023-03-17
【做计算 找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！
钌（Ru）基酸性析氧（OER）电催化剂稳定性差，阻碍了其在聚合物电解质膜电解槽（PEMWEs）中的应用。以偏差影响为中心的对性能退化的传统理解无法描述稳定性趋势，需要深入研究失活的根本原因。
基于此，中科院长春应用化学研究所葛君杰研究员、邢巍研究员和王颖副研究员（共同通讯作者）等人报道了反应途径（包括催化机理和中间体结合强度）对Ru基催化剂操作稳定性的决定性作用。以MRuOx（M=Ce4+、Sn4+、Ru4+、Cr4+）固溶体为结构模型，通过控制Ru电荷来确定反应路径，从而确定反应稳定性。其中，筛选出SnRuOx催化剂在1.48 V下表现出2360 A gRu−1的高本征活性，TOF为AEM机制下的最高值，为0.63 s−1。
此外，该催化剂表现出目前最好的运行稳定性，在100 mA cm−2下，在41.65 μgcat cm−2的低催化剂负载下，250 h的过电位仅增加了26.8 mV。在PEM电解槽中，在1 A cm−2的1300 h耐久性测试中，降解速率仅为53 μV h−1，将Ru基催化剂的寿命提高了几个数量级。
作者对基于RuO2(110)构建Ru-O-M基元的M0.5Ru0.5O2仿真模型进行了DFT计算。通过计算Ru-O-M中Ru的电荷发现，随着M4+的电负性从1.608（Ce4+）增加到1.861（Cr4+），Ru的电荷从1.49（Ce0.5Ru0.5O2）增加到1.57 （Cr0.5Ru0.5O2）。
作者还评估了在Ru位点的AEM和LOM反应路径中，理论OER活性对Ru电荷的依赖性，因为M（M=Ce、Sn、Cr）位点在两种反应路径下都具有极差的活性。
此外，作者还计算了M0.5Ru0.5O2的理论OER过电位，Sn0.5Ru0.5O2样品具有中等Ru电荷，代表了最低的理论OER过电位。对于低（Ce0.5Ru0.5O2）和高Ru（RuO2和Cr0.5Ru0.5O2）电荷的样品，观察到OER过电位的增加。
随着Ru电荷的增加，M0.5Ru0.5O2的电位决定步骤（PDS）从OH*/O*转变为O*/OOH*，这是Ru-O*结合的加强。因此，Ru位点电荷可以用于指示AEM反应活性。
Customized reaction route for ruthenium oxide towards stabilized water oxidation in high-performance PEM electrolyzers. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-36380-9.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36380-9.
【做计算 找华算】华算科技专注DFT代算服务、正版商业软件版权、全职海归计算团队，10000+成功案例！
用户研究成果已发表在Nature Catalysis、JACS、Angew.、AM、AEM、AFM、EES等国际顶级期刊。
添加下方微信好友，立即咨询：

电话/微信：13129551561（华算科技-小川）

 点击阅读原文，提交计算需求！

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题？点此查看未经处理的缓存