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黄维/艾伟AM:最佳性能!RuP@RuP2实现高效HER和HOR

时间:2022-08-09 来源: 浏览:

黄维/艾伟AM:最佳性能!RuP@RuP2实现高效HER和HOR

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在碱性电解质中,开发用于析氢反应和氧化反应(HER/HOR)的高效电催化剂,对于实现可再生氢技术至关重要。其中,磷化钌(RuP x )是替代Pt基电极的有希望的候选者,但是在优化中间吸附的电子结构调节方面仍然存在巨大挑战。

基于此, 西北工业大学黄维院士和艾伟教授等人 报道了一种由磷酸化控制的相变策略构建的同源RuP@RuP 2 核-壳结构,其能够通过新兴的界面功能实现强电子耦合以实现最佳中间体吸附。

在文中,作者首先通过使用三聚氰胺多磷酸盐(MPP)展示了一种同源核-壳结构,该核-壳结构由富含P的RuP 2 壳包围,而RuP 2 壳被很好地分散在功能化碳纳米片(RuP@RuP 2 /C)上。具有独特热行为的MPP可以缓慢而持久地释放活性磷物质以控制磷化反应,从而形成RuP@RuP 2 核-壳结构。

密度泛函理论(DFT)计算发现,通过出现的界面功能,核-壳结构与从RuP核到RuP 2 壳的电子转移呈现出强烈的相互作用,导致接近热中性的ΔG H* 用于快速氢吸附/解吸动力学。

实验测试发现,具有促进电子传输和电荷转移动力学以及优化的ΔG H* 的RuP@RuP 2 /C电极对HER(η 10 =11.6 mV,Tafel斜率=27.5 mV dec -1 )和HOR( j 0 =2.65 mA cm -2 , j 20 =2.36 mA cm -2 ),优于商用基准Pt/C,在碱性介质下是报道最好的双功能氢电催化剂。该工作不仅提供了一种高效且低成本的双功能氢电催化剂,而且还提供了一种新的合成方案,可以合成同源核-壳纳米结构以广泛应用。

Unlocking Interfacial Electron Transfer of Ruthenium Phosphides by Homologous Core-Shell Design toward Efficient Hydrogen Evolution and Oxidation. Adv. Mater., 2022 , DOI: 10.1002/adma.202204624.

https://doi.org/10.1002/adma.202204624.

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