宁波工程学院/东华大学「国家杰青」罗维、李小鹏，新发Nature子刊！

质子交换膜水电解的进步依赖于开发具有高活性和稳定性的协同作用的析氧反应电催化剂。

2025年4月28日，宁波工程学院/东华大学罗维、李小鹏在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Atomic Ga triggers spatiotemporal coordination of oxygen radicals for efficient water oxidation on crystalline RuO₂》的研究论文。

在本文中，作者介绍了一种通过增强氧自由基的时空协同作用来提高析氧反应性能的方法，从而促进高效的氧氧偶联。

研究表明，在相互连接的RuO₂纳米晶体框架内，氧自由基供体呈现出密集的单原子构型。

镓位点上稳定的氧自由基具有可调节的镓氧键，从热力学角度有利于吸引来自Ru位点的氧自由基，因此解决了动态适应性挑战，并提高了O-O耦合效率。

优化后的催化剂在10 mA cm^-2时，过电位低至188 mV，在酸性条件下以100 mA cm^-2的电流密度可稳定运行800小时，在1.788 V下电流密度高达3 A cm^-2，且在0.5 A cm^-2条件下可稳定运行200小时，这证实了其在质子交换膜水电解应用中的长期可行性。

图1：OER机制示意图

图2：催化剂结构表征

图3：OER性能评估

Wang, H., Lin, C., Tan, L.et al. Atomic Ga triggers spatiotemporal coordination of oxygen radicals for efficient water oxidation on crystalline RuO₂. Nat Commun 16, 3976 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58346-9