高電流密度或長循環催化引起的金屬聚集嚴重影響釕基催化劑的析氫反應穩定性。在此,南方科技大學王湘麟、上海交通大學黃富強、澳門大學Chen Shi構建了一種在氮摻雜碳纖維(RuSA/NP-PNCF)上與相鄰Ru單原子集成的磷誘導Ru團簇(1.3nm)反生長策略,用于超穩定HER。
本文要點:
1) RuSA/NP PNCF具有優異的活性(在10和1000 mA cm?2下的過電勢分別為8和132 mV)和優異的耐久性。由于Ru和P/N之間的結合能和軌道相互作用得到了優化,尺寸變化僅為0.8 nm,并且單原子也得到了有效保留。
2) 實驗和理論模擬都表明,雜原子P不僅可以提高H2O的離解能力,而且可以抑制HER過程中Ru團簇和單原子的團聚。
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