高电流密度或长循环催化引起的金属聚集严重影响钌基催化剂的析氢反应稳定性。在此,南方科技大学王湘麟、上海交通大学黄富强、澳门大学Chen Shi构建了一种在氮掺杂碳纤维(RuSA/NP-PNCF)上与相邻Ru单原子集成的磷诱导Ru团簇(1.3nm)反生长策略,用于超稳定HER。
本文要点:
1) RuSA/NP PNCF具有优异的活性(在10和1000 mA cm−2下的过电势分别为8和132 mV)和优异的耐久性。由于Ru和P/N之间的结合能和轨道相互作用得到了优化,尺寸变化仅为0.8 nm,并且单原子也得到了有效保留。
2) 实验和理论模拟都表明,杂原子P不仅可以提高H2O的离解能力,而且可以抑制HER过程中Ru团簇和单原子的团聚。
Zian Xu et.al Phosphorus-induced anti-growth of ruthenium clusters-single atoms for ultra-stable hydrogen evolution over 100,000 cycles Joule 2024
DOI: 10.1016/j.joule.2024.03.005
https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.03.005