云南大学陈安然课题组ACS Catalysis: 界面电场稳定的Ru单原子催化剂用于高效水氧化

主要观点总结

本文介绍了一种通过局部电子调控策略合成的NiO@Ru-Ni3S2催化剂，用于高效的析氧反应（OER）。该催化剂实现了Ru单原子的稳定分散，并表现出优异的OER活性和长期耐久性。通过电子从Ni3S2向NiO的定向转移，形成了富电子区域，有效抑制了单原子Ru位点的过氧化和溶解，实现了活性和稳定性的双重优化。

关键观点总结

关键观点1: 催化剂的制备与性能

采用局部电子调控策略，制备了NiO@Ru-Ni3S2催化剂。该催化剂在OER中表现出优异的活性和长期耐久性，只需要110 mV的过电位即可驱动10 mA cm-2的电流密度，Tafel斜率低至22.6 mV dec-1。

关键观点2: 催化剂的结构表征

通过球差矫正扫描透射电子显微镜（AC-STEM）和傅立叶变换-扩展X射线吸收精细结构（FT-EXAFS）分析，证明了核壳异质结构的构建和Ru单原子的锚定。功函数诱导的内建电场触发了电子的定向移动，在Ru原子周围形成富电子区域。

关键观点3: DFT计算与机理分析

密度泛函理论（DFT）计算揭示了NiO@Ru-Ni3S2催化剂具有优异活性和稳定单原子的内在机理。内建电场的形成和增强有利于电荷的定向传输，从而提高SACs的稳定性和优化中间体的吸附与解吸。