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Resumo Os óxidos metálicos abundantes na terra são geralmente considerados como estáveis, mas cataliticamente inertes em relação à reação de evolução de hidrogênio (HER) devido ao seu desempenho desfavorável de adsorção de intermediários de hidrogênio. Aqui, uma estratégia de dopagem dupla de terras raras pesadas (Y) e metais de transição (Co) induzida por deformação da rede e estabilização de vacancies de oxigênio é proposta para aumentar o CeO 2 em direção a um HER alcalino robusto. A compressão da rede induzida e o aumento da concentração de vacancies de oxigênio (O v) em CeO 2 melhoram sinergicamente a dissociação da água nos locais de O v e a adsorção sequencial de hidrogênio nos locais vizinhos ativados de O v, levando a uma cinética de HER significativamente aprimorada. Enquanto isso, a dopagem com Y oferece um efeito de estabilização sobre O v devido à sua ligação mais forte Y─O em relação a Ce─O, o que confere ao catalisador uma excelente estabilidade. O eletrocatalisador Y,Co‐CeO 2 exibe uma sobrepotência de HER ultra-baixa (27 mV a 10 mA cm −2) e um coeficiente de Tafel (48 mV dec −1), superando o eletrocatalisador Pt de referência. Além disso, o eletrólito de membrana de troca aniônica incorporado com Y,Co‐CeO 2 alcança uma excelente estabilidade de 500 h sob 600 mA cm −2. Essa estratégia sinérgica de deformação da rede e estabilização de vacancies de oxigênio lança uma nova luz sobre o desenvolvimento racional de eletrocatalisadores de HER baseados em óxido eficientes e estáveis.
Liu et al. (Qua,) estudaram essa questão.