科学指南针-单位点Pt掺杂RuO2中空纳米球用于高性能酸性全水分解

图2OER和HER测试：（A）OER极化曲线和（B）SS Pt-RuO2 HNS、RuO2 HNS和商用RuO2的相应塔菲尔斜率。（C）在10mA cm-2下过电势和各种催化剂的塔菲尔斜率。（D）HER的极化曲线和（E）SS Pt-RuO2 HNS、RuO2 HNS和商用Pt/C的相应塔菲尔斜率。（F）在10mA cm-2下过电势和各种催化剂的塔菲尔斜率。（G） SS Pt RuO2 HNS在1000次循环之前（橙色）和之后（绿色）的OER和HER的极化曲线。（H） SS Pt-RuO2 HNS的计时电位测试。

SS Pt-RuO2 HNSs在双电极系统中同时用作阴极和阳极催化剂，用于酸性整体水分解（图3A）。值得注意的是，SS Pt­RuO2 HNSs显示出良好的整体水分解活性，电池电压低至1.49, 1.59和1.65 V，用于实现10、50和100 mA cm-2的电流密度（图3B）。在10 mA cm-2条件下商用RuO2||Pt/C所需的电池电压短期后显著增加，表明活动急剧减少。相比之下，SS-Pt-RuO2-HNSs||SS-Pt-RuO2-HNSs显示出极好的稳定性，电池电压在100小时内小幅度增加。SS-Pt-RuO2-HNSs||SS-Pt-RuO2-HNSs对于酸性介质中的整体水分解而言，表现出比所报道的催化剂更高的稳定性（图3D）。如图3E所示，SS-Pt-RuO2-HNSs||SS-Pt-RuO2-HNSs的计时电位测试显示，在100 mA cm-2的电流密度下，电池电压在100小时内没有显著增加，具有很高的稳定性，表明SS-Pt-RuO2-HNSs在实际应用中的巨大潜力（图3F）。

图4 DFT计算：（A）分别计算了RuO2和Pt-RuO2中*O的离解能。（B）在外加过电位为0和1.23 V的情况下，研究了RuO2和SS-Pt-RuO2-HNSs上OER过程的自由能分布。（C）Pt-RuO2中原子的Bader电荷数。请注意，负值表示失去电子，而正值表示获得电子。（D）Pt-RuO2中表面Ru原子4d轨道的PDO。（E） SS Pt-RuO2 HNSs酸性OER机理示意图。