電化學水分解產氫是一種綠色且可持續的制氫策略。作為水分解過程中的陽極半反應，析氧反應(OER)緩慢的反應動力學嚴重限制了水分解產氫效率。目前，具有優良催化活性和穩定性的銥(Ir)基催化劑是最先進的OER催化劑，但Ir高昂的價格和稀缺的儲量限制了其大規模應用。

與Ir基催化劑相比，釕(Ru)基催化劑因其成本較低和優異的電催化活性而引起了人們的關注，但Ru在高電位和酸性環境下穩定性較差，因此，設計和開發有效的策略以提高Ru)基催化劑的耐久性和活性具有重要意義。

近日，南方科技大學李輝和徐少軼等將Ru納米團簇負載在BCN材料上(BCN-xRu，x=0.3、0.5、0.7和1.0)，并研究了該材料在酸性條件下的水分解催化活性，所制備的BCN-xRu催化劑表現出優異的OER反應活性和在酸性環境下水分解的穩定性。

具體而言，BCN中引入的B與活性N位點的配位使Ru與N之間有較強的相互作用，促進了Ru良好的分散，增強了催化劑的穩定性。EIS結果表明，最優的BCN-0.5Ru的電荷轉移優于RuO₂，說明BCN在BCN-0.5Ru電極界面上加速了電荷轉移。

在0.5 M H₂SO₄溶液中，BCN-0.5Ru在10 mA cm^-2電流密度下的OER過電位僅為164 mV；并且該催化劑在10 mA cm^-2下連續運行10小時以上僅發生輕微的電壓上升，表明BCN-0.5Ru具有優異的穩定性。

此外，實驗結果和密度泛函理論(DFT)計算表明，BCN載體中的N原子和Ru團簇的相互作用優化了反應中間體的吸附能力，降低了OER反應能壘，從而提高了催化劑的電催化活性。綜上，該項工作詳細闡述了BCN-0.5Ru在酸性OER過程中的反應機理，而且為設計用于催化酸性OER的低Ru含量電催化劑提供了指導。

Low Ruthenium Content Confined on Boron Carbon Nitride as an Efficient and Stable Electrocatalyst for Acidic Oxygen Evolution Reaction. Angewandte Chemie International Edition, 2023. DOI: 10.1002/anie.202308704