碱性HER电催化反应是实用的制氢技术,但是碱性HER电催化反应受限于缺少具备活性和稳定性的电催化剂。有鉴于此,天津理工大学鲁统部教授、卢秀利副研究员等报道制备Ru-Sn/SnO2纳米片催化剂,其中基与多孔Ru纳米片构筑Ru-Sn双金属位点,通过这种催化剂设计,首次实现了吸附羟基的快速转移,而且优化氢气吸附,实现了快速的水分子解离速率。
本文要点
(1)
通过DFT理论计算和原位红外光谱表征,说明Ru-Sn双位点能够改善水分子的解离和氢气吸附,SnO2能够形成独特的羟基溢流效应,加快羟基从催化位点转移,避免毒化催化活性位点。
(2)
Ru-Sn/SnO2纳米片电催化剂具有优异的HER电催化活性,超低的过电势(12 mV, 10 mA cm-2),优异的长时间稳定性(650 h)。性能比Ru纳米片(27 mV, 10 mA cm-2, 90 h稳定性)或者Ru-Sn纳米片(16 mV 10 mA cm-2,120 h稳定性)更好。这项工作为设计高性能碱性HER电催化剂提供指引。
参考文献
Zhen-Tong Yan, Shi Tao, Juan Wang, Xiu-Li Lu, Tong-Bu Lu, Unlocking Efficient Alkaline Hydrogen Evolution Through Ru–Sn Dual Metal Sites and a Novel Hydroxyl Spillover Effect, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202411942