彭天右/李仁杰AFM: CuPor-RuN3聚合物上单原子活性位点增强光电/电催化HER

有机聚合物由于能够通过异质金属掺入和/或功能化而具有优异的催化性能，在能量转换领域引起了广泛关注。

武汉大学彭天右、李仁杰等以Cu-卟啉(CuPor)和Ru-N’NN’-钳形配合物(RuN₃)为单体合成了一种新型钳形配合物桥联卟啉聚合物，其具有优异的光电/电催化HER性能。

所得的CuPor-RuN₃聚合物具有优异的电催化析氢反应(HER)性能。包括出色的耐久性(保持催化活性约60 h)和在酸性和碱性介质中在10 mA cm^-2电流密度下的过电位分别为73 mV和114 mV。

此外，将CuPor-RuN₃聚合物应用于具有BiVO₄光阳极的光电化学(PEC)电池，其中来自CuPor-RuN₃的额外光生电子使得BiVO₄ ||CuPor-RuN₃PEC电池(1.23 V，1.13 mA cm^-2)比BiVO₄||Pt/C电池(1.23 V，0.92 mA cm^-2)更好的水分解活性，表明CuPor-RuN₃将成为替代基准Pt/C的光电/电催化剂。

实验和理论研究表明，聚合物中的Cu/Ru异双金属中心不仅增强了从Cu位点到作为单原子催化位点(Ru-N₃)的Ru位点的固有电子转移，而且还有效地调节了电子Ru-N₃位点的电子性质，从而提高光电/电催化HER活性。

Ru-Pincer Complex-Bridged Cu-Porphyrin Polymer for Robust (Photo)Electrocatalytic H₂ Evolution via Single-Atom Active Sites. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107290

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彭天右/李仁杰AFM: CuPor-RuN3聚合物上单原子活性位点增强光电/电催化HER

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