堿性HER電催化反應是實用的制氫技術,但是堿性HER電催化反應受限于缺少具備活性和穩定性的電催化劑。有鑒于此,天津理工大學魯統部教授、盧秀利副研究員等報道制備Ru-Sn/SnO2納米片催化劑,其中基與多孔Ru納米片構筑Ru-Sn雙金屬位點,通過這種催化劑設計,首次實現了吸附羥基的快速轉移,而且優化氫氣吸附,實現了快速的水分子解離速率。
本文要點
(1)
通過DFT理論計算和原位紅外光譜表征,說明Ru-Sn雙位點能夠改善水分子的解離和氫氣吸附,SnO2能夠形成獨特的羥基溢流效應,加快羥基從催化位點轉移,避免毒化催化活性位點。
(2)
Ru-Sn/SnO2納米片電催化劑具有優異的HER電催化活性,超低的過電勢(12 mV, 10 mA cm-2),優異的長時間穩定性(650 h)。性能比Ru納米片(27 mV, 10 mA cm-2, 90 h穩定性)或者Ru-Sn納米片(16 mV 10 mA cm-2,120 h穩定性)更好。這項工作為設計高性能堿性HER電催化劑提供指引。
參考文獻
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