Adv Mater：Ru-O-Ni/Fe界面增强电催化肼氧化制氢

纳米技术

2024-05-09

通过肼氧化促进分解水有可能解决大规模制氢面临能量消耗的挑战。含Ru电催化剂能够进行HER和肼氧化两个反应，但是通常催化剂面临着中间体物种的强烈吸附。

有鉴于此，中国科学技术大学章根强、中国科学院理化技术研究所夏静设计将Ru簇修饰在NiFe-LDH上的催化剂，命名为Ru_c/NiFe-LDH，从而调节中间体的吸附，改善Ru的电催化活性。

主要内容

（1）

这种催化剂通过构筑Ru-O-Ni/Fe显著增强中间体在Ru表面吸附，仅仅0.43 V的过电势就实现了工业量级1 A cm^-2电流密度，能源的节约达到3.94 kWh m^-3_H2，而且能够在5 A cm^-2电流密度实现长达120 h的稳定性。

（2）

通过先进的表征和理论计算，说明Ru-O-Ni/Fe结构拓展Ru团簇的d能带区间，降低d能带的中心位置，提高反键轨道电子的占据情况，改善中间体的吸附能，增强Ru的催化活性。

参考文献

Yin Zhu, Yanxu Chen, Yafei Feng, Xiangmin Meng, Jing Xia, Genqiang Zhang, Constructing Ru-O-TM Bridge in NiFe-LDH Enables High Current Hydrazine-assisted H₂ Production, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202401694

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202401694