루테늄 기반 산화물(RuO2)은 산성 산소 진화 반응(OER)을 위한 활발한 촉매이지만, 높은 전류 밀도 또는 장기간 작동 시 격자 산소 산화와 활성 부위의 용해로 인해 안정성과 활성의 상충을 초래합니다. 이러한 제한 사항은 대규모 응용을 방해하고 프로톤 교환막 수전해기(PEMWE)의 상용화를 저해합니다. 최근 연구에 따르면 전이 금속으로 도핑하는 것이 RuO2의 전자 구조를 효과적으로 조절하고 촉매 특성을 향상시킬 수 있다고 합니다. 본 연구에서는 솔-겔 방법을 통해 RuO2 격자에 다양한 비율의 비스무트(Bi) 원자를 도입하여 Bi x Ru 1-x O 2 (x = 0.02, 0.03, 0.05, 0.07) 촉매 시리즈를 성공적으로 합성했습니다. 이 중 Bi0.02Ru0.98O2 나노촉매는 산성 OER에서 10 mA cm−2의 전류 밀도를 달성하기 위해 단지 171 mV의 과전압만을 요구하여 상용 RuO2보다 현저히 낮았습니다. 더욱이, 24시간 연속 작동 동안 활성을 유지하는 뛰어난 안정성을 보여주었습니다.
Guo et al. (목요일) 이 질문을 연구했습니다.