烧绿石结构Y2-xMgxRu2O7-δ(x=0.05、0.1、0.15)的制备及其OER催化活性

韩天茹 吴静静 屈紫馨 唐 鑫＊,

(1桂林理工大学，有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，桂林 541004)(2桂林理工大学材料科学与工程学院，桂林 541004)

0 引 言

随着全球人口增长和工业化的发展，不可再生的能源储备有限，渐渐不能满足人类活动所需[1-2]，因此，开发新的环保可再生能源是未来能源发展的主要趋势。太阳能、风能、地热能和潮汐能等新能源受到昼夜和季节性的影响限制了其发展，而氢能，由于其能量密度高，环境友好，逐渐成为最近的研究热点[3-4]。目前，利用光伏发电驱动电解水(PVE)制氢是最为可行的大规模可再生的能源制氢技术之一，而实现这一技术的前提是在酸性环境下采用质子交换膜(PEM)电解水。电解水制氢的电极总反应为2H2O→2H2+O2(1)，其电极电势会随酸碱环境的不同而发生改变[5-6]：

在碱性电解液中：

在酸性电解液中：

由以上方程式可以看出，酸性条件下的电极电势更高，这导致电极材料更容易发生分解，寿命下降[7-8]。阴极析出1 mo1 H2需转移2 mo1电子，在阳极发生的析氧反应中，每生成1 mo1 O2会涉及4 mo1电子的转移，相对析氢反应更加缓慢，因此，阳极反应决定了整体的反应进程[5]。故降低反应进行势垒，寻找合适的催化剂迫在眉睫。而金属氧化物具有一定的电导率，并且其多变的金属价态导致多样性的配位环境，调控了催化性能，因此吸引了广大研究学者的注意[9-13]。目前，Ru和Ir及其氧化物是已知在酸性条件下氧析出反应(oxygen evo1ution reaction，OER)催化活性最高的催化剂，Ru基氧化物催化剂相对于Ir基氧化物活性较好，但是稳定性更差[14]。……