곡물 경계가 풍부한 RuO2 다공성 나노시트로 효율적이고 안정한 산성 물 산화

요약 RuO2는 IrO2를 대체할 가능성이 가장 높은 산성 산소 발생 반응(OER) 촉매로 여겨지지만, 특히 극단적인 산성 조건에서 장기 안정성이 여전히 수용할 수 없는 수준입니다. 여기서 우리는 풍부한 곡물 경계(GB-RuO2)를 가진 초박형 다공성 RuO2 나노시트를 제작하여 효율적인 산성 OER 촉매로서 곡물 경계(GB) 엔지니어링 전략을 제안합니다. GB의 참여는 상당한 인장 응력을 유도하고 비포화 조정 환경을 생성하여 중간체의 흡착을 효과적으로 최적화하고 OER 과정에서 활성 자리 구조를 안정화합니다. 특히, GB-RuO2는 낮은 과전압(η10 = 187 mV)와 매우 낮은 태펠 기울기(34.5 mV dec−1)를 나타내며, 0.1 M HClO4에서 550시간 이상 안정적으로 작동합니다. 준현장/운영 방식은 향상된 안정성이 Ru의 용해를 방지하고 격자 산소 산화 메커니즘(LOM)을 크게 저해하는 GB 덕분이라는 것을 확인합니다. GB-RuO2 촉매를 사용하는 프로톤 교환막 물 전기분해(PEMWE)는 2 A cm−2에서 1.669 V의 낮은 전압으로 작동하고 100 mA cm−2에서 100시간 동안 안정적으로 작동합니다.