Engineering the synergistic effect of carbon dots‐stabilized atomic and subnanometric ruthenium as highly efficient electrocatalysts for robust hydrogen evolution

离解(化学) 纳米团簇 化学 催化作用 密度泛函理论 碳纤维 电催化剂 光化学 无机化学 物理化学 材料科学 计算化学 电化学 电极 有机化学 复合数 复合材料
作者
Yuan Liu,Ning Chen,Weidong Li,Mingzi Sun,Tong Wu,Bolong Huang,Xue Yong,Qinghua Zhang,Lin Gu,Haoqiang Song,Robert Bauer,John S. Tse,Shuang‐Quan Zang,Yang Bai,Siyu Lu
出处
期刊:SmartMat [Wiley]
卷期号:3 (2): 249-259 被引量:50
标识
DOI:10.1002/smm2.1067
摘要

Abstract Currently, the most efficient electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction (HER) in water dissociation is Pt‐based catalyst. Unfortunately, the high cost and less than perfect efficiency hinder wide‐range industrial/technological applications. Here, by controlling the treatment temperature of tris (2,2‐bipyridine) ruthenium dichloride hexahydrate, synthesis of compounds with novel ruthenium single/dual atoms (Ru S/DAs) mixed with Ru nanoclusters (Ru S/DAs + Ru NCs) and supported by carbon dots is demonstrated. These compounds are shown to be highly efficient and competitive catalysts for hydrogen evolution. Ru S/DAs + Ru NCs exhibit very high activity, with overpotentials of 15 and 40 mV at a current density of 10 mA/cm 2 in 1.0 mol/L KOH and 0.5 mol/L H 2 SO 4 , respectively. Furthermore, the composites are found to possess outstanding stability and rapid HER kinetics. X ray absorption fine structure analysis, supported by density functional theory calculations, shows charge rearrangement in single‐atomic Ru, and the Ru dual sites promote active hydrogen adsorption and recombination. Ru S/DAs and Ru NCs demonstrate high electroactivity due to the electroactive Ru 4d orbitals. The introduction of Ru NCs activates the carbon support, providing a high electronic conductivity to transfer electrons from Ru NCs to Ru S/DAs, and facilitates water dissociation for the HER process.
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
grawlix发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
奥氏发布了新的文献求助10
1秒前
李健应助墙雨轩采纳,获得10
1秒前
丘比特应助文静采纳,获得10
1秒前
3秒前
111完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Nexus应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
背后夜柳应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
卢靖康完成签到,获得积分10
5秒前
潇洒的世界完成签到,获得积分10
6秒前
孤独问旋完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
梵蒂冈完成签到 ,获得积分10
9秒前
殷勤的紫槐给研友_ZGmVjL的求助进行了留言
9秒前
ww2026应助不安的奄采纳,获得30
9秒前
10秒前
10秒前
张锐斌发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Probability and Stochastic Processes 333
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 6748102
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8477620
关于积分的说明 18081087
捐赠科研通 6022045
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3005599
邀请新用户注册赠送积分活动 1982489
关于科研通互助平台的介绍 1949861