環保生產氫氣是解決能源危機的一種有效途徑,然而,缺乏有效的質子源和緩慢的電解水過程導致不同pH條件下的析氫動力學差異很大。在此,浙江大學Hou Yang、中國科學院Zhang Tao通過Ru原子約束優化金屬酞菁的電子結構來實現全pH析氫。
本文要點:
1) 得益于活性Ru和共軛聚合物之間通過界面Ru-N鍵的協同作用,RuSA@NiFePPc在酸性和堿性條件下都具有優異的HER活性,其在10 mA cm-2時的過電勢為12 mV,這比原始NiFe-PPc小50倍,并且性能優于Pt/C催化劑。
2) 此外,該催化劑在200 mA cm-2下具有約160000 s的持久穩定性。作者進一步證明了具有RuSA@NiFePPc和商用IrO2陽極的膜電極在僅2.27V的低電壓下實現了2.0A cm-2的電流密度。
Zhenhui Kou et.al Electronic Structure Optimization of Metal-Phthalocyanine via Confining Atomic Ru for All-pH Hydrogen Evolution EES 2024
DOI: 10.1039/D3EE03896C
https://doi.org/10.1039/D3EE03896C