北京工业大学Angew：双重缺陷工程Ru/CeO2-CNT电催化氨分解制氢

纳米技术

2025-03-27

虽然NH₃被广泛认为是最有前景的储氢和氢转化的候选物质之一，但氨分解过程中所涉及的催化机理仍未被充分理解，并且催化剂的稳定性也一直是重大挑战。

有鉴于此，北京工业大学邓积光教授、Lu Wei等报道通过一种简单的方法合成了具有双缺陷位点的Ru/CeO₂-CNTs催化剂，该催化剂在500 ℃实现了高达2230 mmol/g_Ru/min的出色产氢速率，性能优于大多数Ru催化剂。

本文要点：

（1）

实验表征和理论计算表明，CeO₂-CNT界面通过碳氧相互作用促进了氧空位O_v和碳缺陷C_d的形成。这些缺陷增强了电子从载体向Ru NPs的转移，实现对氨的吸附和活化的调控，以及吸附态氮物种（N*）的复合和脱附。

此外，CeO₂的包覆显著提高了碳纳米管的稳定性，减弱了在高温和富氢条件下不期望发生的反应。

（2）

这项研究提出了一种合理的设计策略，即通过构建双缺陷位点来强化氨分解的多个基元步骤，为在苛刻环境下设计高效且耐用的催化剂提供了新的思路。

参考文献

Likang Lv, Peiqi Chu, Tong Han, Yunpeng Jiang, Zhiwei Wang, Yuxi Liu, Hongxing Dai, Lu Wei, Jiguang Deng, Carbon and Oxygen Double Defects Enhanced Ru-based Catalyst for Ammonia Decomposition, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202501898

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202501898