厦大EES：Mo-Ru NSAs实现高性能双功能氢催化

开发用于析氢/氧化反应（HER/HOR）的高性能双功能电催化剂，对于高效利用氢能具有重要意义。基于此，厦门大学黄小青教授、张桥保教授和韩佳甲助理教授（共同通讯作者）等人报道了一类独特的Mo改性Ru纳米片（Mo-Ru NSAs）催化剂，其中Mo具有金属Mo原子和MoO₃的独特构型。

测试发现，Mo-Ru NSAs在1 M KOH中当电流密度为10 mA/cm²时其HER的过电位为16 mV，并具有250 h的持久稳定性。此外，在0.1 M KOH条件下，HOR的催化活性达到2.45 A/mg_Ru，分别是Ru/C和Pt/C的38.9倍和6.4倍，其HOR稳定性也比Ru/C和Pt/C更持久。

密度泛函理论（DFT）计算的进一步结构优化表明，金属Mo离子嵌入Ru晶格中，而MoO₃吸附在部分氧化的Mo原子上。因此，Ru纳米片的表面电子性质和晶格结构发生了显著改变，从而优化了中间体的吸附和优异的HER/HOR性能。

此外，在MoO₃附近H*和OH*在Mo-Ru NSAs上的吸附强度减弱。更重要的是，Mo-Ru位点能使H₂O自发解离，促进H⁺和OH^–的生成。随着H*和OH*覆盖范围的增加，H*和OH*趋向于向MoO₃迁移，从而进一步优化了H*和OH*的吸附强度。MoRu位点与MoO₃的强耦合使HER和HOR的反应路径更加有利，促进了其能量上的有利进展。该工作将启发通过表面和晶格工程构建更先进的双功能催化剂。

Surface and Lattice Engineered Ruthenium Superstructures towards High-Performance Bifunctional Hydrogen Catalysis. Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2EE02076A.

https://doi.org/10.1039/D2EE02076A.

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