Rational Design of Heterostructured Ru Cluster‐Based Catalyst for pH Universal Hydrogen Evolution Reaction and High‐Performance Zn‐H2O Battery

材料科学 塔菲尔方程 催化作用 过电位 离解(化学) 化学工程 纳米颗粒 密度泛函理论 分解水 纳米技术 电化学 无机化学 物理化学 计算化学 电极 有机化学 工程类 化学 光催化
作者
Ranran Tang,Yu Yang,Yitong Zhou,Xin‐Yao Yu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (5) 被引量:63
标识
DOI:10.1002/adfm.202301925
摘要

Abstract Ruthenium (Ru) is an ideal substitute to commercial Pt/C for hydrogen evolution reaction (HER). Reducing the size of Ru to clusters can greatly increase the utilization of atoms, however, over‐strong RuH binding will be brought about. Additionally, the water dissociation ability of Ru clusters is unfavorable, leading to unsatisfactory activity in alkaline and neutral HER. Herein, a rational and versatile design strategy is proposed by exploring supports with both high work function and facilitated water dissociation ability to boost the pH‐universal HER activity of Ru clusters. As exemplified by Mo 2 C, density functional calculations verify that the introduction of Mo 2 C support can optimize the hydrogen adsorption energy and promote the kinetics of water dissociation. Guided by theoretical calculations, heterostructured Mo 2 C nanoparticles‐Ru clusters anchored carbon spheres (Mo 2 C‐Ru/C) are designed and prepared. A low overpotential of 22 mV at 10 mA cm −2 and a small Tafel slope of 25 mV dec −1 in alkaline solution is demonstrated by Mo 2 C‐Ru/C. The Mo 2 C‐Ru/C also exhibits excellent activity in alkaline seawater, acidic, and neutral solutions. When assembling Mo 2 C‐Ru/C with Zn foil to construct an alkaline‐acid Zn‐H 2 O battery, the as‐fabricated battery presents high discharge power density and excellent stability for simultaneous generation of electricity and hydrogen (H 2 ).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
知秋发布了新的文献求助10
刚刚
Chnp发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
白糖发布了新的文献求助20
1秒前
2秒前
wanderoad发布了新的文献求助10
2秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
威武的茗茗完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Mic应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Mic应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
tg2024完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
光亮烤鸡完成签到,获得积分10
6秒前
畅快白梦完成签到,获得积分10
7秒前
Sun1314完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助mak20081采纳,获得10
7秒前
slforest发布了新的文献求助10
7秒前
孙困发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6403885
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8222868
关于积分的说明 17427734
捐赠科研通 5456352
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883461
邀请新用户注册赠送积分活动 1859733
关于科研通互助平台的介绍 1701151