本报讯（通讯员/袁湛楠）二氧化铱因其具有较好的活性与稳定性，是目前工业上唯一的酸性析氧反应（OER）催化剂，但价格昂贵、储量稀少和活性低等问题限制了它的使用。相比之下，二氧化钌成本更低，活性相对二氧化铱更高，是一种很有前途的替代材料。然而，如何令二氧化钌（RuO2）在极端酸性条件下保持高活性和稳定性仍然是一个重大挑战。
近日，材料科学与工程学院崔浩教授、王成新教授以典型的红金石型二氧化钌为研究对象，提出一种基于晶界工程策略来提升RuO2的酸性OER活性和稳定性的研究思路，通过简单的盐辅助重结晶方法，构建出富含晶界的二氧化钌多孔纳米片（GB-RuO2）。相关成果以“Grain-Boundary-Rich RuO2 Porous Nanosheet for Efficient and Stable Acidic Water Oxidation”为题发表于期刊Angewandte Chemie International Edition。
该研究表明，催化剂中丰富的晶界能够引发显著的拉伸应变并创造出不饱和的配位环境，不仅能够有效地稳定晶体结构，同时还增强了其对氧中间体的吸附能力。最终，GB-RuO2表现出低过电势（η10=187 mV）和超低塔菲尔斜率（34.5 mV dec-1），并且在0.1 M HClO4中稳定运行超过550 小时。以GB-RuO2 催化剂为阳极的质子交换膜水电解槽在2 A/cm2的电流密度下运行电压仅为1.669 V，并在100 mA/cm2的电流密度下可以稳定运行100 小时，表现出极高的活性和良好的稳定性。