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Resumen: RuO2 ha sido considerado como el catalizador de evolución de oxígeno ácida (OER) más probable para reemplazar a IrO2, pero su rendimiento, especialmente la estabilidad a largo plazo en condiciones ácidas severas, sigue siendo inaceptable. Aquí, proponemos una estrategia de ingeniería de fronteras de grano (GB) fabricando un nanosheet poroso ultradelgado de RuO2 con abundantes fronteras de grano (GB-RuO2) como un catalizador de OER ácido eficiente. La participación de GB induce una tensión de tracción significativa y crea un entorno de coordinación insaturado, optimizando efectivamente la adsorción de intermedios y estabilizando la estructura del sitio activo durante el proceso de OER. Notablemente, el GB-RuO2 no solo exhibe un bajo sobrepotencial (η10 = 187 mV) con una pendiente de Tafel ultra baja (34.5 mV dec−1), sino que también opera de manera estable durante más de 550 h en 0.1 M HClO4. Métodos cuasi in situ/operando confirman que la estabilidad mejorada se atribuye a que GB evita la disolución de Ru e inhibe en gran medida el mecanismo de oxidación del oxígeno de la red cristalina (LOM). Una electrólisis de agua con membrana de intercambio de protones (PEMWE) utilizando el catalizador GB-RuO2 opera a un voltaje bajo de 1.669 V a 2 A cm−2 y opera de manera estable durante 100 h a 100 mA cm−2.
He et al. (Jue,) estudiaron esta cuestión.