南师大/林科院Small:Ru@N-CNFs高效全pH值电催化HER 2023年10月15日 上午10:01 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 8 合理设计策略以提高钌(Ru)的本征活性和稳定性,对电解水的实质性发展具有重要意义。基于此,南京师范大学徐林副教授和唐亚文教授、中国林业科学研究院孙康研究员(共同通讯作者)等人报道了一种由均匀的超细Ru纳米团簇原位锚定在N-掺杂碳纳米纤维的电催化剂(Ru@N-CNFs)。Ru@N-CNFs具有突出的全pH值HER性能,在10 mA cm-2下具有16和17 mV的低过电位,在酸性和碱性电解质中分别具有31.8和28.5 mV dec−1的低Tafel斜率,优于最先进的商用Pt/C和Ru/C基准催化剂。 Ru@NC异质结的电荷密度差图表明,电荷在N掺杂C侧积聚,在Ru侧耗尽,表明电子从金属Ru向N掺杂碳载体的自发迁移。H吸附的热中性吉布斯自由能(ΔGH*)值接近于0,表明HER具有较高的本征活性H*吸附。ΔGH*图表明,Ru@NC异质结的ΔGH*值为-0.11 eV,明显小于原始Ru的ΔGH*值(-0.39 eV)。 DFT计算证明,Ru@NC肖特基异质结显著地诱导了界面电子态的重新配置,提高电荷转移效率,降低反应能垒,具有良好的HER性能。 通过实验结果和DFT计算,Ru@N-CNFs具有较好的HER性能,原因如下: (1)Mott-Schottky Ru/N-CNFs异质结自发地诱导了异质界面处的电子调节,形成了内部电场,有效地提高了电荷转移效率和本征活性; (2)超细Ru纳米团簇能够提高原子利用效率,并提供丰富的有效能量低配位表面原子; (3)CNFs的相互交织不仅促进了质量扩散和电子传递,还扩大了活性物质的暴露和电解质的渗透,极大加快了反应动力学; (4)将Ru纳米团簇原位生长到N-CNFs的电流收集器上,有效防止活性位点发生不良的团聚和分离,保证了良好的力学和电化学稳定性。 Manipulating the Rectifying Contact between Ultrafine Ru Nanoclusters and N-Doped Carbon Nanofibers for High-Efficiency pH-Universal Electrocatalytic Hydrogen Evolution. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202206781. https://doi.org/10.1002/smll.202206781. 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/2023/10/15/36f3b3dd7e/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 清华深研院李宝华教授AM综述:锂电池原位表征的五个关键技术 2023年11月17日 曹荣团队最新Angew.:PTF(Ni)/Cu催化CO2高选择性的串联电还原为乙烯 2023年10月11日 曹余良/钟发平ACS Energy Lett.:基于配位数规则的先进电解液设计 2023年10月12日 Acc. Chem. Res.:CO2电化学还原至CO过程中电解液的作用 2023年11月18日 JACS:>99%的选择性!MOF中相邻Zn-Zr位点助力CO2加氢反应 2023年10月15日 高能量!最新Sci.Adv.: 理论计算揭示富锂材料Li4Mn2O5的氧化还原反应机理及改性策略 2023年12月1日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交