近日，我校材料科学与工程学院杜鹏博士与北京邮电大学物理科学与技术学院合作，基于钌（Ru）基金属原位界面调控策略，在酸性电解水制氢领域取得创新进展。此成果以“Bifunctional Mixed-valence Ruthenium Heterostructure for Robust Electrocatalytic Water Splitting in Acid Media”为题发表在中科院一区TOP期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》（IF=20.2）上。杜鹏博士和黄凯教授为该论文的共同通讯作者，谢新煜（我校与北京邮电大学联合培养博士）为该论文的第一作者，台州学院为论文的第一通讯单位。
图 Ru/RuOx@CN异质催化剂的制备流程、微观形貌与性能
近年来，以质子交换膜电解槽（PEMWE）为代表的电解水制氢技术因高能效、快速响应等优势成为研究热点。然而，其商业化受限于动力学迟缓的析氧（OER）和析氢反应（HER）。因此，开发高性能、低成本的双功能Ru基催化剂，并通过多种策略解决其在强酸、高电位环境下的稳定性挑战具有重要意义。研究表明，复合催化剂的界面设计与电子结构调控已成为提升催化性能的关键途径。通过定向设计催化剂界面特性，可以显著优化吸脱附能力和反应中间体的活化过程。本研究中，台州学院杜鹏&北京邮电大学黄凯团队成功开发了一种Ru/RuOx@CN异质催化剂。该催化剂在酸性电解液中展现出卓越的双功能活性，其析氢和析氧过电位分别仅为24.8 mV和197 mV，并在100 mA cm-2电流密度下具备优异的运行稳定性，性能超越商业贵金属催化剂。该材料性能的提升可归因于异质结构间快速的电荷转移以及活性位点密度增加。这一成果为设计高效稳定的电解水制氢催化剂提供了借鉴思路。
成果链接：https://doi.org/10.1007/s42114-025-01234-z
