11月12日消息，《自然·材料》（Nature Materials）发表题为"Proximal redox coupling enables oxidation damping for stable water electrolysis"的研究，提出通过近邻双原子氧化还原耦合稳定钌基析氧催化剂的新策略。

单原子催化剂（SAC）虽以高原子利用率与高本征活性著称，但孤立原子在工业电流密度（≥1A/cm²）下易被不可逆氧化为可溶高价态而失活。研究团队在δ-MnO2载体上构建了具有近邻Ru−O−Cr构型的异质双原子催化剂（HDC），显微统计显示该构型占比约26.5%±2.3%；其中Cr作为电子耦合位点，在析氧反应过程中动态缓冲Ru的氧化态，阻断其向可溶高价物种的演进。

实验结果显示，RuCr双原子催化剂的钌溶出率为0.03μg/cm²/h，较单原子对照（1.67μg/cm²/h）降低55.7倍；在全电池PEM水电解装置中，该催化剂于1A/cm²电流密度下连续运行超过285小时，衰减速率仅0.28mV/h，分别为Ru单原子催化剂与商用RuO2的1/6.8和1/14.4。

该工作把催化剂设计的最小功能单元从"颗粒"或"配位壳层"推进到"一对电子耦合原子"，为降低铱钌等贵金属用量、推动质子交换膜电解水制氢在工业电流密度下长寿命运行提供了新思路，对绿氢装备降本具有直接参考价值。 （来源：Nature Materials）