基于碳点、过渡金属、介稳相贵金属氧化物等材料，构建高性能电催化剂，重点考察其在电催化析氢反应、析氧反应、氧还原、氢氧化反应、二氧化碳还原等反应中的性能。结合原位瞬态光电压测试、原位瞬态光电流测试、瞬态电势扫描测试，以及动力学-热力学计算，深入理解催化反应中的电荷分布动力学过程，明确催化反应机理，为高效电催化剂的设计和催化反应中电荷的研究提供新的策略。基于高性能电催化剂构建燃料电池、质子交换膜水分解电池等电催化器件。

代表性工作：

Nat. Commun. | 稳定的氧化态钌物种增强了二维钌-铱氧化物的酸性析氧反应活性

酸性介质中的析氧反应在多种储能装置中起着重要作用。具有实际应用前景的Ru-Ir基催化剂既需要Ru活性中心的高氧化态，又需要这些Ru活性中心的高稳定性。本工作报道了二维钌铱氧化物中稳定和带氧化态电荷的Ru物种增强了OER活性。Ru_0.5Ir_0.5O₂催化剂在酸性介质中表现出较高的活性，在10 mA cm^-2下过电位低至151 mV，在1.44 V vs. RHE下的TOF高达6.84 s^-1,同时具有优异的稳定性(运行时间长达618.3 h)。通过脉冲电压感应电流法证实，在较低的外加电压下，Ru_0.5Ir_0.5O₂催化剂在掺入Ir后可以形成更多具有高氧化态的Ru活性位点。X射线吸收光谱数据表明，Ru-O-Ir在二维Ru_0.5Ir_0.5O₂固溶体中的局部结构提高了这些Ru活性中心的稳定性（图1）。

图1. 二维Ru_0.5Ir_0.5O₂固溶体用于酸性OER。

文章信息：Stable and oxidative charged Ru enhance the acidic oxygen evolution reaction activity in two-dimensional ruthenium-iridium oxide. Nat Commun. 2023, 14, 5365.