中南大学Guorong Hu课题组--废阳极石墨合成优质石墨烯及其进一步功能化在ORR电催化剂中的应用

开发用于酸性介质中氧释放反应（OER）的高效耐用电催化剂虽然很有吸引力，但仍具有挑战性。在这项研究中，通过浸涂、退火和酸蚀刻成功地在碳布上制备了超细、有缺陷的RuO₂纳米粒子。作为自负载的电催化剂，它在0.5 M H₂SO₄中表现出179 mV的超低过电势。更重要的是，高活性可以保持20小时。密度泛函计算表明，缺陷不仅可以增加活性位点的数量，而且可以提高固有的OER活性。

Figure 1. UfD-RuO₂/CC合成路线的图示

Figure 2. a）RuO₂/CC和UfD-RuO₂/CC的XRD图谱。b）UfD-RuO₂/CC的拉曼光谱。c,d）UfD-RuO₂/CC的SEM图像。

Figure 3. a）RuO₂/CC的TEM图像；插图：RuO₂/CC的SEAD模式。b）RuO₂/CC的HRTEM图像。c）放大的黄色方块的HRTEM图像。d）UfD-RuO₂/CC的TEM图像；插图显示了UfD-RuO₂/CC的SEAD模式。e）UfD-RuO₂/CC的HRTEM图像。f）放大的黄色正方形的HRTEM图像。

Figure 4. a）电容校正和iR校正后，UfD-RuO₂/CC、RuO₂/CC和市售RuO₂/CC的极化曲线。b）UfD-RuO₂/CC、RuO₂/CC和市售RuO₂/CC的相应Tafel图。c）UfD-RuO₂/CC和RuO₂/CC的奈奎斯特图。d）UfD-RuO₂/CC和RuO₂/CC的电容电流与扫描速率之间的线性关系。e）UfD-RuO₂/CC在10 mA cm^-2的固定电流密度下的稳定性测试。f）UfD-RuO₂/CC在1.42 V的固定电势下的稳定性测试。所有实验均在0.5 M H₂SO₄中进行。

Figure 5. 在a）Ru0，b）Ru1和c）Ru2位置上计算的OER自由能分布。

相关研究成果于2021年由中南大学Guorong Hu课题组，发表在Adv. Energy Mater.（DOI: 10.1002/aenm.201901313）上。原文：Synthesizing High-quality Graphene from Spent Anode Graphite and Further Functionalization Applying in ORR Electrocatalyst。