福建物质结构研究所&物理所Adv Mater：Au纳米簇和Ru单原子修饰WS2增强分解水制氢

纳米技术

2024-09-20

通过调节单原子和纳米簇之间以及载体的相互作用，最大化的实现单原子和纳米簇催化剂的催化活性是个非常关键的问题，而且具有非常大的挑战。

有鉴于此，中国科学院福建物质结构研究所韩丽丽研究员、物理研究所Dongdong Xiao、淡江大学Hsiao-Tsu Wang等基于理论计算研究提出双层WS₂ Moiré超晶格载体修饰Au纳米簇和Ru单原子，构筑Ru₁/Au_n-2LWS₂用于碱性电解水制氢。

本文要点

（1）

理论计算分析说明Ru₁/Au_n-2LWS₂之间的金属-载体的电子相互作用能够促进电荷在Ru SAs和Au NCs和WS₂ MSLs之间重新分布，有助于降低水分子吸附的能垒，促进生成H₂。

（2）

Ru₁/Au_n-2LWS₂d电催化剂具有优异的HER电催化活性，η₁₀=19 mV，Tafel斜率仅为35 mV dec^-1，以及优异的长期稳定性。通过原位表征和实验测试说明，Ru SAs/NCs和S空穴发生结构重构并且作为主要的催化活性位点，高价态Au NC活化和稳定Ru位点，避免活性位点溶解或者失活。这项工作有助于设计高活性的电催化剂。

参考文献

Dechao Chen, Tianyu Gao, Zengxi Wei, Mengjia Wang, Yingfei Ma, Dongdong Xiao, Changsheng Cao, Cheng-You Lee, Pan Liu, Dengchao Wang, Shuangliang Zhao, Hsiao-Tsu Wang, Lili Han, WS₂ Moiré Superlattices Supporting Au Nanoclusters and Isolated Ru to Boost Hydrogen Production, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202410537

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202410537