青科大王磊/吴则星Small:RuO2-RuP2/Ru异质结构,多位点实现高效pH通用HER!

  • A+
on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">氢(H2)作为一种可持续的清洁能源,被认为是一种很有前途的替代品,可以减少我们对化石燃料的依赖,并有利于解决全球能源危机。铂(Pt)因其高交换电流密度和小塔菲尔斜率而被普遍认为是对HER最活跃的催化剂。然而,Pt金属的高成本、稀缺性和低稳定性阻碍了其在实际大规模H2生产中的应用。因此寻找能够在各种pH值下用于析氢{attr}3{attr}3228{/attr}6{/attr}(HER)的类Pt活性、稳定且经济的电催化剂越来越受到科学界的关注。

基于此,青岛科技大学王磊吴则星等报道了一种在N、P共掺杂碳载体(Ru-HMT-MP-7)上独特的RuO2-RuP2/Ru自支撑异质结构,该催化剂具有优异的pH通用HER性能。
所得异质结构Ru-HMT-MP-7表现出优于基准Pt/C的优异活性,电流密度达到10 mA cm-2时具有低过电位(1.0 M KOH为33 mV,0.5 M H2SO4为29 mV,1.0 M PBS为86 mV);同时,该催化剂在各种pH值下具有良好的电催化HER耐久性。
此外,所制备的Ru-HMT-MP-7优异的HER性能可归因于优化的化学成分和结构特征: 
1.该催化剂的独特形态增加活性位点并促进电催化过程中的电子转移;
2.RuO2-RuP2/Ru与N和P掺杂碳基体的紧密接触提供了额外的催化位点,提高了电化学稳定性;
3.RuO2-RuP2/Ru的非均相组合提供多界面优化活性位点,减弱Hads的吸附,增强HER活性;
4.RuO2-RuP2/Ru中生成的Ru位点可能会排斥H在RuO2上的吸附。因此,该催化剂作为HER的pH通用电催化剂可以实现优于商业Pt/C的活性。这项工作提供了一种策略,可以探索金属磷化物的其他异质结构作为设计优良的析氢催化剂。
Heterostructure of RuO2-RuP2/Ru Derived from HMT-based Coordination Polymers as Superior pH-Universal Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202105168


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0