Abstract L'électrolyseur à membrane échangeuse d'anions (AEMWE) est prometteur pour la production d'hydrogène propre, mais il rencontre des défis tels qu'une cinétique de réaction d'évolution de l'oxygène (OER) inefficace et une instabilité sous des densités de courant pertinentes pour l'industrie. Explorer des matériaux à base de Ru avec interaction métal-soutien (MSI) représente une stratégie prometteuse pour développer une performance exceptionnelle de la séparation électrocatalytique de l'eau. Ici, un catalyseur à un atome de Ru soutenu par hétéro-junction (Ru-NCO/rGO) est rapporté avec une charge ultrahigh de Ru de 10,76 % en poids et une configuration RuO3. Le NiCo2O4/rGO améliore la MSI et module la structure électronique des sites de Ru, entraînant une performance OER alcaline hautement efficace et stable. Le Ru-NCO/rGO présente un faible surpotentiel de 219 mV à 10 mA cm−2, supérieur aux catalyseurs OER à base de Ru actuellement rapportés. Remarquablement, l'AEMWE utilisant Ru-NCO/rGO nécessite seulement 1,89 V pour fournir 1,0 A cm−2, tout en maintenant un fonctionnement stable pendant 200 h à 500 mA cm−2. La théorie des fonctions de densité (DFT) révèle que les supports à hétéro-junction peuvent optimiser la distribution de charge des sites de Ru, renforcer la MSI, réduisant ainsi la barrière d'énergie du RDS tout en améliorant la performance catalytique.
Tian et al. (Jeu,) ont étudié cette question.