Strain Engineering of Ru–Co2Ni Nanoalloy Encapsulated with Carbon Nanotubes for Efficient Anion and Proton Exchange Membrane Water Electrolysis

材料科学 碳纳米管 电解 应变工程 电解水 纳米技术 质子 离子 拉伤 化学工程 离子交换 电极 物理化学 冶金 有机化学 医学 化学 物理 遗传学 量子力学 生物 内科学 工程类 电解质
作者
Abhisek Majumdar,Tran Khoa Dang,Sampath Prabhakaran,Do Hwan Kim,Duy Thanh Tran,Nam Hoon Kim,Joong Hee Lee
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202420517
摘要

Abstract Alloying atomically dispersed noble metals with earth‐abundant transition metal nanoparticles (NPs) presents a promising approach to enhance the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) in water electrolysis. However, the challenge remains of reducing the size of the NPs without sacrificing high activity and durability. In this study, Ru–Co 2 Ni nanoalloy particles (NAPs) encapsulated in nitrogen‐doped carbon nanotubes (NCNTs) are introduced, forming a core‐shell electrocatalyst (Ru–Co 2 Ni@NCNT). This design leverages Ru site optimization, CNT density control, strain engineering, efficient water dissociation, and outstanding bubble release dynamics within the core‐shell structure. These factors significantly improve catalytic performance with low overpotentials of 35 and 57 mV overpotential in 1.0 m KOH and 0.5 m H 2 SO 4 solutions, respectively, at a current density of 10 mA cm −2 . Density functional theory (DFT) calculations reveal that while Ru sites serve as active sites, they also modify the electronic structure of Co and Ni, optimizing their hydrogen adsorption energies and improving HER efficiency. The Ru–Co 2 Ni@NCNT catalyst is successfully integrated into both anion exchange membrane (AEM) and proton exchange membrane (PEM) electrolyzers, demonstrating stable operation at 0.5 A cm −2 for 500 h, underscoring its potential for efficient and durable hydrogen production.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
haonanchen完成签到,获得积分10
1秒前
可爱的小丸子完成签到,获得积分10
2秒前
咖啡八块八完成签到,获得积分10
2秒前
keyangouderic完成签到,获得积分10
2秒前
胡楠完成签到,获得积分10
3秒前
研友_8KX15L完成签到,获得积分10
3秒前
Neonoes完成签到,获得积分10
4秒前
生而追梦不止完成签到,获得积分10
4秒前
boen完成签到 ,获得积分10
5秒前
细嗅蔷薇完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Singularity应助溜溜采纳,获得10
8秒前
高挑的萤完成签到 ,获得积分10
8秒前
lily完成签到,获得积分10
8秒前
star009完成签到,获得积分10
9秒前
重要的溪流完成签到,获得积分10
9秒前
潇洒冰蓝发布了新的文献求助20
9秒前
聪明的宛菡完成签到,获得积分10
10秒前
羞涩的高山完成签到,获得积分10
10秒前
发酒疯很方便吃完成签到,获得积分10
10秒前
湘之灵若完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
赘婿应助孤独衣采纳,获得10
12秒前
拾光完成签到,获得积分10
13秒前
哈哈环完成签到 ,获得积分10
13秒前
先锋老刘001完成签到,获得积分10
13秒前
星辰与月完成签到,获得积分10
13秒前
shaw完成签到,获得积分10
14秒前
专注的水壶完成签到 ,获得积分10
14秒前
Orange完成签到 ,获得积分10
15秒前
漂亮天真完成签到,获得积分10
15秒前
dyp完成签到,获得积分10
15秒前
如梦如画完成签到 ,获得积分10
15秒前
潇洒的白昼完成签到,获得积分10
15秒前
lzh完成签到,获得积分10
15秒前
lucia5354完成签到,获得积分10
16秒前
康康完成签到,获得积分10
17秒前
zzzzzzy发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
waiho完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction, 2003 Edition HS-784/2003 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3950021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3495367
关于积分的说明 11076612
捐赠科研通 3225910
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1783346
邀请新用户注册赠送积分活动 867609
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 800855