​武大AFM: 多晶界面立大功,助力钌纳米催化剂高效催化碱性氢氧化反响

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在碱性介质中寻觅高功能的无铂氢氧化反响电催化剂是碱性聚合物电解质燃料电池开展的要害。比年来,相工程技能是进步电催化剂催化功能的无效手腕,但现在十分规多晶界面金属催化剂的制备仍旧是一个严重的应战。

克日,武汉大学罗威课题构成功分解了具有波动六方严密聚集(hcp)和亚波动面心立方(fcc)相的均相多晶钌纳米催化剂,并构建了多晶界面。

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与波动的hcp-Ru和亚波动的fcc-Ru相相比,具有多晶界面的Ru纳米催化剂体现出最高的HOR活性。此中,最优的fcc-hcp-Ru-2催化剂的互换电流密度j0为0.66 mA cmRu−2,是贸易Pt/C的3倍。别的,fcc-hcp-Ru-2还具有优秀的波动性,其在1000次CV循环后没有产生分明的功能降落,而且反响后催化剂的形状和相布局坚持精良。

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实行后果和密度泛函实际(DFT)盘算标明,所制备的催化剂上fcc-Ru和hcp-Ru的功函数差别,招致电子的重新散布。同时,与fcc-Ru和hcp-Ru相比,具有多晶界面的fcc-hcp-Ru-2催化剂表现出优化的氢吸附自在能,而且fcc-hcp-Ru-2中H* + OH*的能垒较低,突出了构建多晶界面的紧张性。

总之,经过在钌的波动相和亚稳相之间创建匀称的多晶界面,可以为多晶催化剂的公道设计提供一种新的战略,以使用于电催化及别的范畴。

Polymorphism-Interface-Induced Work Function Regulating on Ru Nanocatalyst for Enhanced Alkaline Hydrogen Oxidation Reaction. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202211586



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