质子交换膜（PEM）水解技术的使用为使用可再生能源的环保制氢提供了希望。 然而，开发高效、经济、耐用的酸性析氧（OER）和析氢（HER）双功能电催化剂仍然是一个挑战。 为了解决这个问题，我们通过水热和退火技术合成了负载在碳球上的RuO2 CeO2异质结（RuO2 ceo2@c）。 实验表明，RUO2 ceo2@c对OER和HER的催化活性为0在 5 M H 2 SO 4 中，在 10 mA cm2 时，过电位分别为 170 mV 和 120 mV。 此外，该电催化剂还能够1在54 V下实现完全水解，并在10 mA cm2下保持稳定性超过100 h。 密度泛函理论（DFT）计算表明，RuO2 CeO2异质结改变了Ru的D波段中心，平衡了H的吸附和解吸行为，加速了反应动力学，降低了能垒，从而提高了电催化活性。 这些发现为未来高效双功能水解电催化剂的设计提供了宝贵的见解。
RUO2 ceo2@c合成示意图。
A）RUO2 ceo2@c的SEM图，（B）RUO2 ceo2@c的粒径分布TEM图，（C）RUO2 ceo2@c的HRTEM图，（D）RUO2 ceo2@c的XRD图，ceo2@cand ruo2@c，（E）RUO2 ceo2@c的元素图。
A） RUO2 ceo2@c和 ruo2@c 的 RU 3P XPS 谱图，（B） RUO2 ceo2@c和 ceo2@c 的 CE 3D XPS 谱图，（C） RUO2 ceo2@c的 O 1S XPS 谱图，（D） RUO2 ceo2@c的 O 1S XPS 谱图。
A）极化曲线，（B）相应的Tafel图，（c）RUO2 ceo2@c、ruo2@c、ceo2@c和商业RUO2的奈奎斯特图。（d） RuO2 ceo2@c 10 mA cm2 和 50 mA cm2 的计时电位测定。
A） 极化曲线，（B） 相应的 Tafel 图，（C） RuO2 ceo2@c、ruo2@c、ceo2@c 和商业 PT C （20 wt%） 的奈奎斯特图，（D） RuO2 在 10 mA cm2 和 50 mA cm2 下的时间电位测定ceo2@c。
a） 配置的全电池极化曲线，（b） ruo2 ceo2@c||RUO2 ceo2@c的长期稳定性测试。
a） RuO2 CEO2的几何形状，（b） OER的四步过程，（c） RuO2 CEO2和RuO2的OER自由能图，（d） PT、RuO2 CEO2和RuO2的HER自由能图，（e） RuO2 CEO2的投影态密度（DOS），f） RuO2的投影态密度（DOS）。使用 pt （ 009 EV）。
在这项研究中，我们合成了RuO2 CeO2异质结，并通过精确的水热和退火过程将其加载到碳球上。 结果表明，RuO2的ceo2@c异质结在较宽的pH范围内对OER和HER均表现出优异的电催化活性和稳定性。 特别是，ruo2 ceo2@c在 0在5 M H2SO4和1 M KOH条件下，OER和HER的过电位分别为170 220 mV和120 82 mV，电流密度分别为10 mA cm2。 DFT计算表明，RuO2 CeO2异质结降低了Ru的D带中心，从而平衡了H的吸附和解吸行为，提高了反应动力学。 此外，双电极电解水实验表明，ruO2 ceo2@c||ruo2 ceo2@c合 1在54 V时可实现10 mA cm2的电流密度，凸显了在碳球上加载RUO2 CEO2异质结对实现HER、OER和全水解双重功能的重要性。 本研究设计的RuO2 CeO2在导电碳上的异质结构为制备高效制氢电催化剂提供了有价值的参考。
ruo2/ceo2 heterostructure anchored on carbon spheres as a bifunctional electrocatalyst for efficient water splitting in acidic media - sciencedirect