(Article) AEM: 釕三嗪複合材料:通過接觸帶電提高析氫活性

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DOI: 10.1002/aenm.202000067Title: Ruthenium Triazine Composite: A Good Match for Increasing Hydrogen Evolution Activity through Contact Electrification摘要:鹼性析氫反應(HER)無鉑催化劑廣泛應用於工業規模的水鹼電解槽中,是當前急需解決的問題。釕具有優良的水解離性能,可作為替代水解離催化劑。然而,其較大的氫結合能限制了 HER 的活性。本文提出了一種在三嗪環(C3N3)摻雜碳(triNC)上均勻載入 Ru 納米顆粒以提高 Ru 的 HER 活性的新方法。複合材料(Ru / triNC)具有優異的 HER 活性,在10mA cm-2時超低電位≈2mv,因此是迄今為止報道的鹼性 HER 最佳電催化劑。Ru / triNC 的金屬質量活度比Pt / c 和 Pt / triNC分別高出10倍和15倍。理論和實驗研究均表明,三嗪環通過增加接觸帶電來減弱 Ru 與 Ru 的界面電荷轉移,是一種很好的配合物。因此,Ru / triNC 可以提供最佳的氫吸附自由能(接近於零) ,同時保持較強的水解離活性。該研究為設計高效穩定的水分解電催化劑提供了新的途徑。圖文導讀:

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Key Point 1:Ru以納米顆粒的形式存在於三嗪基底之上

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Key Point 2:UPS和XPS結果顯示,Ru的電子實現向基底的轉移

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Key Point 3:進一步的DFT理論計算結果表明Ru與三嗪基底之間的電子轉移過程

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Key Point 4:HER性能表徵。在10 mA cm-2電流密度條件下的過電勢僅為2mV。

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Key Point 5:進一步的DFT計算結果表明Ru/triNC具有最佳的氫吸附自由能。

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