原子分散Ru调控CoOx表面羟基，实现耐久酸性析氧

3579 · 2026 年5 月 12 日 07:42

近年来，原子分散催化剂因能够最大化贵金属原子利用率，被认为是降低质子交换膜水电解（PEMWE）技术中阳极贵金属用量的重要策略。传统设计通常选择TiO₂、SnO₂等耐腐蚀惰性氧化物作为载体，以提高催化剂稳定性。然而，这类载体本身几乎不参与析氧反应（OER），主要作用只是分散和稳定贵金属位点。当贵金属负载量进一步降低时，有限的活性位点数量往往难以支撑高电流密度下的OER活性。

针对这一问题，李灿院士团队提出了新的载体设计思路：不再单纯依赖低活性的惰性载体，而是选择具有良好导电性和中等OER活性的过渡金属氧化物作为"功能载体"，使载体本身也能贡献OER活性，从而解决低贵金属负载下活性不足的问题；同时，再通过原子级贵金属的负载调控过渡金属氧化物的电子性质，以提升其酸性稳定性。

机制研究表明，Ru/Co₃O₄优异稳定性的关键是在于调控Co₃O₄表面羟基覆盖度。甲醇探针实验显示，Ru/Co₃O₄对甲醇氧化几乎无响应，而Co₃O₄的电流随甲醇浓度明显增加，说明Ru锚定显著抑制了Co位点上*OH的积累。原位ATR-IR进一步表明，Ru/Co₃O₄上*OH信号在进入OER电位区后逐渐减弱，而Co₃O₄上*OH持续累积。原位Co K-edge XANES/EXAFS也显示，Ru/Co₃O₄中Co–O结构变化具有可逆性，而Co₃O₄则表现出持续*OH吸附和结构扰动。

这一成果近期发表在 Journal of the American Chemical Society 上。

2774 · 2026 年5 月 13 日 08:56

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2642 · 2026 年5 月 27 日 02:38

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3579 · 2026 年5 月 27 日 02:50

近年来，原子分散催化剂因能够最大化贵金属原子利用率，被认为是降低质子交换膜水电解（PEMWE）技术中阳极贵金属用量的重要策略。传统设计通常选择TiO₂、SnO₂等耐腐蚀惰性氧化物作为载体，以提高催化剂稳定性。然而，这类载体本身几乎不参与析氧反应（OER），主要作用只是分散和稳定贵金属位点。当贵金属负载量进一步降低时，有限的活性位点数量往往难以支撑高电流密度下的OER活性。

3400 · 2026 年5 月 27 日 02:51

机制研究表明，Ru/Co3O4优异稳定性的关键是在于调控Co3O4表面羟基覆盖度

3579 · 2026 年5 月 27 日 02:52

针对这一问题，李灿院士团队提出了新的载体设计思路：不再单纯依赖低活性的惰性载体，而是选择具有良好导电性和中等OER活性的过渡金属氧化物作为"功能载体"，使载体本身也能贡献OER活性，从而解决低贵金属负载下活性不足的问题；同时，再通过原子级贵金属的负载调控过渡金属氧化物的电子性质，以提升其酸性稳定性。

3579 · 2026 年5 月 27 日 04:26

近年来，原子分散催化剂因能够最大化贵金属原子利用率，被认为是降低质子交换膜水电解（PEMWE）技术中阳极贵金属用量的重要策略。

3579 · 2026 年5 月 27 日 13:17

再通过原子级贵金属的负载调控过渡金属氧化物的电子性质，以提升其酸性稳定性