安大遇鑫遥/张惠Small: 性能不好？来掺点Ru！氧空位调节和表面亲水改性协同促进电催化HER

电化学析氢被认为是最有前景的大规模生产氢能的实用化技术。随着清洁氢能源的发展，迫切需要具有成本效益和高性能的析氢反应(HER)电催化剂。

近日，安徽大学遇鑫遥、张惠等报道了一种有效的Ru掺杂和空气等离子体激活策略，以提高CoNi-LDH纳米管阵列(NTA)的HER性能。

作为铂族金属之一，钌(Ru)被选为掺杂剂，因为它具有低成本(Pt价格的1/3)和与氢的结合强度与Pt相近等优点。空气等离子体处理不仅将N和O填充到Ru-CoNi-LDH中多余的Vo中，而且大大提高了表面亲水性。

由于氧空位调节和表面亲水改性的协同作用，优化的P-Ru-CoNi-LDH NTAs催化剂在10 mA cm^-2和50 mA cm^-2的电流密度下的过电位分别仅为29 mV和81 mV。

另外，通过组装P-Ru-CoNi-LDH作为双电极尿素辅助水电解的阴极和阳极，在10 mA cm^-2下需要1.36 V的小电池电压，并且可以持续运行100小时而没有任何明显的活性衰减，显示出出色的耐用性。

原位拉曼和密度泛函理论(DFT)计算表明，P-Ru-CoNi-LDH可以通过内在电子结构调节和外在表面润湿性改性来提高HER性能。这些发现为开发高性能HER电催化剂提供了有效的内在和外在协同效应途径，具有应用于其他研究领域的潜力。

Oxygen Vacancy Engineering Synergistic with Surface Hydrophilicity Modification of Hollow Ru Doped CoNi-LDH Nanotube Arrays for Boosting Hydrogen Evolution. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202104323

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安大遇鑫遥/张惠Small: 性能不好？来掺点Ru！氧空位调节和表面亲水改性协同促进电催化HER

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