南洋理工/长江师范Small：异质界面和拉伸应变效应协同增强Ru/RuO2气凝胶的整体水分解

设计用于水分解的电催化剂是可持续制氢的关键，但实现起来却很困难。基于此，南洋理工大学Lee Jong-Min副教授，长江师范学院王广钊副教授（共同通讯作者）等人报道了一种快速、简便的两步法制备Ru/RuO₂气凝胶的方法，用于催化碱性条件下的水分解。Ru/RuO₂气凝胶在10 mA cm^-2时表现出较低的析氧过电位（189 mV）和析氢过电位（34 mV），这得益于高孔率、异质界面和拉伸应变效应的协同作用。

本文通过DFT计算研究了Ru/RuO₂气凝胶提高电催化活性的内在因素。局域态密度（PDOS）表明，Ru/RuO₂在费米能级上具有比Ru和RuO₂更高的态密度，因此有望显示出比Ru和RuO₂更强的电子传输能力。

电荷密度差分图显示了Ru/RuO₂异质界面上显著的电荷重新分布，Bader电荷分析表明，从Ru向RuO₂传输了3.10 |e|电子。这种电子转移可能会在异质界面周围产生一个内置电场，通过促进电催化过程中的载流子迁移来加速电催化性能。

OER的吉布斯自由能图表明，Ru/RuO₂生成*OOH的势垒（1.89 eV）远小于Ru（3.19 eV）和RuO₂（2.15 eV），从而证实了Ru/RuO₂异质界面有助于OER的动力学。HER的吉布斯自由能图表明，Ru/RuO₂的ΔG_H*（-0.22 eV）比Ru（-0.54 eV）和RuO₂（-0.26 eV）更接近理想值（ΔG_H*=0 eV），表明Ru/RuO₂具有优异的HER电催化性能。

Heterointerface and Tensile Strain Effects Synergistically Enhances Overall Water-Splitting in Ru/RuO₂ Aerogels. Small, 2023, DOI: 10.1002/smll.202206844.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202206844.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/3804e24634/

​南洋理工/长江师范Small：异质界面和拉伸应变效应协同增强Ru/RuO2气凝胶的整体水分解

相关推荐

发表回复

南洋理工/长江师范Small：异质界面和拉伸应变效应协同增强Ru/RuO2气凝胶的整体水分解