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Enriched electrophilic oxygen species facilitate acidic oxygen evolution on Ru-Mo binary oxide catalysts

Nano Research 2024年第3期17卷 1165-1172页

作者： Yaya Wang Yunzhou Wen Yumeng Cheng Xinhong Chen mengjiao zhuansun Tongbao Wang Jun Li Debora Meira Huarui Sun Jun Wei Jia Zhou Yuhang Wang Sisi He Shenzhen Key Laboratory of Flexible Printed Electronics Technology Harbin Institute of Technology(Shenzhen)University TownShenzhen 518055China School of Science Harbin Institute of Technology(Shenzhen)University TownShenzhen 518055China Institute of Functional Nano&Soft Materials(FUNSOM) Jiangsu Key Laboratory of Advanced Negative Carbon TechnologiesSoochow UniversitySuzhou 215123China Frontiers Science Center for Transformative Molecules Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Science Division Canadian Light SourceSaskatoonSKS7N 2V3Canada Photon Science Division Argonne National LaboratoryLemontIL60439USA School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology(Shenzhen)University TownShenzhen 518055China

The polymer electrolyte membrane(PEM)electrolyzers are burdened with costly iridium(Ir)-based catalysts and high operation overpotentials for the oxygen evolution reaction(OER).The development of earth-abundant,highly active,and durable electrocatalysts to replace Ir is a critical step in reducing the cost of green hydrogen *** we develop a Ru5Mo4Ox binary oxide catalyst that exhibits high activity and stability in acidic *** electron-withdrawing property of Mo enriches the electrophilic surface oxygen species,which promotes acidic OER to proceed via the adsorbate evolution *** a result,we achieve a 189 mV overpotential at 10 mA·cm^(-2) and a Tafel slope of 48.8 mV·dec^(-1).Our catalyst demonstrates a substantial 18-fold increase in intrinsic activity,as evaluated by turnover frequency,compared to commercially available RuO_(2) and IrO_(2) ***,we report a stable OER operation at 10 mA·cm^(-2) for 100 h with a low degradation rate of 2.05 mV·h^(-1).

关键词： electrocatalysis oxygen evolution reaction(OER) ruthenium(Ru)-based oxide molybdenum electrophilic oxygen

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