Nat Commun：Ru/HfO2中Hf-O-Ru键和氧空位的协同效应用于促进HER

Nanoyu

2022-03-11

Ru纳米颗粒是一种用于析氢反应（HER）的高活性电催化剂。目前，基于Ru纳米颗粒的高活性HER电催化剂大多以杂原子掺杂的碳为载体。很少使用大带隙（大于5 eV）的金属氧化物作为Ru纳米颗粒的载体。

近日，青岛科技大学刘希恩教授，Qing Qin，韩国蔚山科学技术院Jaephil Cho研制了一种由Ru纳米颗粒和Vo-HfO₂组成的高效电催化剂，用于碱性电解液中的HER。

文章要点

1）Ru纳米颗粒与HfO₂之间的相互作用是决定HER活性的关键因素。研究人员通过选择不同的表面活性剂来调节Ru-O-HF键的数目，有目的地制备了一系列Ru/HfO₂催化剂。

2）密度泛函理论（DFT）计算和实验结果表明，控制Ru-O-HF键的数目可以提高Vo-Ru/HfO₂-OP的HER活性。同时，V_O也对HER活性起到了关键的促进作用。此外，通过Ru-O-HF键和引入V_O的强金属-载体相互作用可以显著降低破坏H-OH键的势垒，从而加速水的解离。

参考文献

Li, G., Jang, H., Liu, S. et al. The synergistic effect of Hf-O-Ru bonds and oxygen vacancies in Ru/HfO₂ for enhanced hydrogen evolution. Nat Commun 13, 1270 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-28947-9

https://doi.org/10.1038/s41467-022-28947-9