超微型RuM (Mo,W,Cr) 装饰在添加碳纳米板上,具有强烈的金属支相互作用,用于在广泛的pH范围内的电催化生成
Huizhen Wang1, Pengfei Yang2, Dongzheng Liu1
1Key Laboratory of Eco-chemical Engineering, Ministry of Education, International Science and Technology Cooperation Base of Eco-chemical Engineering and Green Manufacturing, College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, Shandong, China.
Journal of colloid and interface science
|August 10, 2023
概括
含有金属 (RuM) 纳米颗粒的添加碳纳米片在整个pH范围内的演化反应 (HER) 显示出出色的性能. 这些新型电催化剂为高效的能能源应用提供了有希望的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 高效的电催化剂对于演化反应 (HER) 至关重要,以实现实际的能源应用.
- 在整个pH范围内有效运行的催化剂的开发仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了合成和表征添加的碳纳米片,支持RuM (M=Mo,W,Cr) 电催化剂 (RuM/NCN).
- 评估在各种pH条件下RuM/NCN的HER催化活性和稳定性.
主要方法:
- 碳纳米片 (NCN) 的超快微波合成.
- 在NCN上支持超小的RuM纳米粒子,形成RuM/NCN电催化剂.
- 在1M KOH,0.5M H2SO4,性海水和1M PBS中对HER性能进行电化学评估.
主要成果:
- RuMo/NCN和RuW/NCN催化剂表现出优异的HER活性,过量的潜能很低.
- 在1M KOH中实现的特定超电位为72mV (RuMo/NCN) 和75mV (RuW/NCN).
- 在0.5M H2SO4中记录了82mV (RuMo/NCN和RuW/NCN) 的超电位,在性海水中记录了124mV (RuMo/NCN) 和119mV (RuW/NCN).
- 在1M PBS.中也观察到高性能.
结论:
- 碳纳米板和超小的RuM纳米颗粒的独特结构提供了丰富的活性位点,并增强了催化活性.
- 强大的金属支相互作用加速反应动力学并改善催化剂的稳定性.
- 本研究提出了一种新且有效的策略,用于在不同pH值环境中设计HER的先进电催化剂,从而推进能技术.
