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目前，氧化釕被認為是質子交換膜水電解槽中IR基催化劑的有前途的替代品，但它仍然面臨耐久性有限和動力學緩慢的瓶頸。 在此基礎上，建立了具有通用晶界（GBS）的二維非晶異質Ac-Cr053ru0.47O2-δ置換固溶體，加速酸性析氧反應（OER）動力學，同時延長其長期穩定性。 ac-cr0.53ru0.47O2-δ 表現出超穩定性，在 16 V與RHE的分解速率緩慢降低，質量活度為455 A GRU1，分別高於合成RuO2和商業RuO2的3.左右6 次和 59次。 CR-O-RU本地單元與AC-CR0的強相互作用53ru0.47O2-δ特定二維結構特徵的協同作用是其穩定性增強的主要原因。 同時，針對非晶態晶體結構和Cr-O-RU相互作用而定製的高密度GB和縮短的Ru-O鍵調節了氧中間體的吸附和解吸速率，從而加速了整體酸性OER動力學。
A） XRD 譜圖和 B） AC-CR053ru0.47O2-δ 和 SYNRuO2的放大XRD譜圖。 c、d) ac-cr0.53ru0.47O2-δ，E）的典型TEM影象HRTEM 影象，F） 放大的 HRTEM 影象。g） TEM 影象，H） HRTEM 影象，i） SYNruo2 的放大 HRTEM 影象。 j) ac-cr0.53ru0.47O2-δ 和 k） syn（101） ruO2的表面強度分布。 l） 不同CR Ru摩爾比製備催化劑的XRD譜圖。m) ac-cr0.53ru0.47O2-δ O、CR 和 RU 的元素對映。
a) ac-cr0.53ru0.47o2-δ，syn.RuO2和B的XPS巡天譜圖）Cr2O3.c) ac-cr0.53ru0.47O2-δ和Cr2O3的高解像度CR 2P XPS譜圖。 d) ac-cr0.53ru0.47o2-δ、syn.RUO2 和 COMMRuO2的高解像度O 1S XPS譜圖。 e) ac-cr0.53ru0.歸一化 CR K-edge Xanes 譜圖和 F）47O2-δ的FT-Exafs譜圖和參考。G-J）CR箔、CRO3、CR2O3和AC-CR0的WT分析53ru0.47o2-δ。
a) ac-cr0.53ru0.47o2-δ，syn.歸一化的 RU2 和 RUk 邊緣 Xanes 參考光譜。 b) ac-cr0.53ru0.47o2-δ，syn.RUo2 的 FT-Exafs 譜圖和參考。 c) ac-cr0.53ru0.FT-Exafs擬合曲線為47O2-δ。 d) ac-cr0.53ru0.47o2-δ，syn.RUO2 和 COMMRuO2的高解像度RU 3P XPS譜圖。 e) ac-cr0.53ru0.47o2-δ，syn.ruO2 的 EPR 譜圖。 f) ac-cr0.53ru0.晶體結構為47O2-δ。 G-J） RU 箔，通訊 ruo2、syn.RUO2 和 AC-CR053ru0.47O2-δ的WT分析。
OER為0在1M HCO 4溶液中的催化活性。 a) ac-cr0.53ru0.47o2-δ、syn. ruo2、comm.RuO2 和 Cr2O3 的代表性極化曲線。 b） 相應的塔菲爾坡度。c) ac-cr0.53ru0.47O2-δ，帶 SYN ruo2, comm.J = 10 mA2 過電位和 RuO2 的 Tafel 斜率的比較。 d) ac-cr0.53ru0.47O2-δ與最近報道的Ru基催化劑TOF的比較。 e) ac-cr0.53ru0.47o2-δ、syn.RUO2 和 COMMruO2的質量活性。 f） CDL 和 G） AC-CR053ru0.47o2-δ，syn. ruo2, comm.RUO2 和 Cr2O3 合 15 V 時的奈奎斯特曲線 h) ac-cr0.53ru0.47O2-δ與其他代表性釕基催化劑的幾何活性比較。
a) ac-cr0.53ru0.47O2-δ和通訊ruo2的波相圖。 c） 與 AC-CR0 的相位角53ru0.47O2-δ和通訊對 ruO2 施加電位的響應。 ac-cr0.53ru0.OER測試前後47O2-δ的高解像度XPS譜圖：D）Cr 2P，E）RU3P，F）O1S。
綜上所述，一種具有寬 GB 範圍的二維非晶異構 AC-CR053ru0.47O2-δ取代固溶體被證明是一種在酸性介質中高活性和穩定的OER電催化劑。 ac-cr0.53ru0.47O2-δ的過電位分別為239 mV，參考電流密度為10 mA，質量活度為455 A Gru1RUO2 和 COMMruo2 約為 36 次和 59次。 ac-cr0.53ru0.47O2-δ的穩定性也明顯高於SYNRUO2 和 COMMruO2，操作40 h後，無過電位增加。 Ru O鍵的高密度GB和非晶態晶體結構調控了氧中間體的吸附和解吸行為，有利於更快的OER動力學。 ac-cr0.53ru0.47O2-δ中豐富的Ru-O-Cr區域性單元通過優先氧化CR減緩了RU活性中心的過氧化，從而提高了穩定性。 本研究為催化活性的起源和能源相關器件電催化劑的合理設計提供了新的思路。
2d ruthenium–chromium oxide with rich grain boundaries boosts acidic oxygen evolution reaction kinetics - zhao - small - wiley online library