郑大AFM: 构建fcc相Ru-Ni纳米粒子,高效电催化析氢 2024年6月11日 下午5:32 • 顶刊 • 阅读 18 钌(Ru)具有比铂(Pt)更高的储量和中等的氢结合能,在HER电催化方面是一种很有前途的催化剂。与单金属Ru催化剂相比,Ru基双金属催化剂的相工程研究具有很大的挑战性。与外源金属合金化可以调节主体贵金属的电子结构,改善相应的电催化性能,这种方法已被证明在优化各种电催化过程中广泛有效。 然而,金属离子之间的不同还原速率对精确控制RuM (M=Cu、Pt和Ir等)晶相带来不可避免的挑战。因此,RuM双金属催化剂的相调节显示出很大的潜力,进一步研究Ru基双金属催化剂的晶相工程具有重要意义。 近日,郑州大学郭海中和高晗等受纳米材料相工程的启发,开发了一种面心立方(fcc)晶体相RuNi (NPs) (fcc-RuNi)。实验结果表明,在碱性条件下,fcc-RuNi催化剂仅需16 mV的HER过电位就能达到10 mA cm−2的电流密度,Tafel斜率为38 mV dec−1,性能优于f/h-RuNi (40 mV,51 mV dec−1)、Pt/C (36 mV,49 mV dec−1)和Ru/C(49 mV,57 mV dec−1)催化剂。 此外,fcc-RuNi在10 mA cm−2电流密度下连续运行20小时没有发生明显的活性衰减,且反应后材料的形貌和结构仍保持良好,显示出优异的反应稳定性。 结合实验表征和理论计算,证实了相工程、Ru-Ni合金化和结构调制协同提升HER电催化性能。具体而言,fcc-RuNi催化剂的富Ru壳层包围富Ni核心核壳结构的自发形成增加Ru的表面暴露,有利于HER反应的活化,促进了Ru的利用;其次,由于Ni的晶格比Ru小,压缩Ru壳层可以优化中间体的吸附/解吸,进而加速HER反应动力学。 总的来说,该项研究在晶相工程的基础上,提出了一种合理设计和合成纳米催化剂的新方法,为电催化技术的进一步发展铺平了道路。 Ruthenium–nickel nanoparticles with unconventional face-centered cubic crystal phase for highly active electrocatalytic hydrogen evolution. Advanced Functional Materials, 2024. DOI: 10.1002/adfm.202406259 原创文章,作者:wang,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/06/11/f3a950f8e1/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 能源科学领域大牛!他,「国家级人才」/「长江学者」,C9教授领衔发表今日重磅Nature! 2024年12月13日 华理Angew: 构建富质子海藻酸盐-rGO水凝胶微反应器,增强光合成H2O2 2024年7月29日 同济王颖Chem. Eng. J.: 混合氧化态Cu2O纳米线选择性电催化还原硝酸盐为N2 2023年10月18日 天津理工鲁统部Nano Energy:首次报道!在CuSn合金上CO2还原与CH3OH氧化耦合高效电合成甲酸酯 2024年2月11日 焦丽芳/方方Angew:具有Sb-N4构型的P-区Sb单原子催化剂 2023年10月13日 中大孟跃中/王拴紧Small:这种人工SEI层,实现锂金属负极循环1000小时! 2023年10月23日