?南師大/林科院Small:Ru@N-CNFs高效全pH值電催化HER 2023年10月15日 上午10:01 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 10 合理設(shè)計(jì)策略以提高釕(Ru)的本征活性和穩(wěn)定性,對(duì)電解水的實(shí)質(zhì)性發(fā)展具有重要意義。基于此,南京師范大學(xué)徐林副教授和唐亞文教授、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院孫康研究員(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種由均勻的超細(xì)Ru納米團(tuán)簇原位錨定在N-摻雜碳納米纖維的電催化劑(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的低過(guò)電位,在酸性和堿性電解質(zhì)中分別具有31.8和28.5 mV dec?1的低Tafel斜率,優(yōu)于最先進(jìn)的商用Pt/C和Ru/C基準(zhǔn)催化劑。 Ru@NC異質(zhì)結(jié)的電荷密度差圖表明,電荷在N摻雜C側(cè)積聚,在Ru側(cè)耗盡,表明電子從金屬Ru向N摻雜碳載體的自發(fā)遷移。H吸附的熱中性吉布斯自由能(ΔGH*)值接近于0,表明HER具有較高的本征活性H*吸附。ΔGH*圖表明,Ru@NC異質(zhì)結(jié)的ΔGH*值為-0.11 eV,明顯小于原始Ru的ΔGH*值(-0.39 eV)。 DFT計(jì)算證明,Ru@NC肖特基異質(zhì)結(jié)顯著地誘導(dǎo)了界面電子態(tài)的重新配置,提高電荷轉(zhuǎn)移效率,降低反應(yīng)能壘,具有良好的HER性能。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和DFT計(jì)算,Ru@N-CNFs具有較好的HER性能,原因如下: (1)Mott-Schottky Ru/N-CNFs異質(zhì)結(jié)自發(fā)地誘導(dǎo)了異質(zhì)界面處的電子調(diào)節(jié),形成了內(nèi)部電場(chǎng),有效地提高了電荷轉(zhuǎn)移效率和本征活性; (2)超細(xì)Ru納米團(tuán)簇能夠提高原子利用效率,并提供豐富的有效能量低配位表面原子; (3)CNFs的相互交織不僅促進(jìn)了質(zhì)量擴(kuò)散和電子傳遞,還擴(kuò)大了活性物質(zhì)的暴露和電解質(zhì)的滲透,極大加快了反應(yīng)動(dòng)力學(xué); (4)將Ru納米團(tuán)簇原位生長(zhǎng)到N-CNFs的電流收集器上,有效防止活性位點(diǎn)發(fā)生不良的團(tuán)聚和分離,保證了良好的力學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)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. 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/15/36f3b3dd7e/ 催化 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 南科大盧周廣AEM: 葡聚糖硫酸鋰粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)4.6V高壓下穩(wěn)定的LiCoO2正極 2023年10月16日 ?廈大Nature子刊:原位拉曼+計(jì)算!揭示界面水及Ru表面中間體在堿性HER中的作用 2023年9月19日 南洋理工范紅金AEM:通過(guò)陰極添加劑固定聚碘化物實(shí)現(xiàn)高倍率鋅-碘電池 2024年1月7日 趙天壽/巫茂春AEM: 基于集成正極/超薄固體電解質(zhì)的高容量、長(zhǎng)壽命全固態(tài)鋰電池 2023年11月3日 ?中南吳飛翔團(tuán)隊(duì)EnSM:揭示系列低濃度電解質(zhì)對(duì)鋰金屬負(fù)極的影響及相關(guān)機(jī)制 2023年10月11日 鄭堯/喬世璋ACS Catalysis:大電流密度!SnO2穩(wěn)定氧化態(tài)高選擇性的將CO2電還原為甲酸鹽 2023年10月11日