Enhanced alkaline hydrogen evolution performance through Ru-Incorporated electronic structure Modification: Transitioning from Mo3P to Mo2RuP

催化作用 塔菲尔方程 密度泛函理论 吉布斯自由能 电子结构 阴极 制氢 化学 分解水 化学工程 材料科学 化学物理 无机化学 物理化学 热力学 计算化学 电极 电化学 有机化学 工程类 物理 光催化
作者
Peng Zhang,Shiyu Xu,Zhengyang Li,Zongfu An,Ho Seok Park,Ji Man Kim,Pil J. Yoo
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:485: 149486-149486
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149486
摘要

In accordance with the Sabatier principle, Mo-based catalysts typically exhibit lower catalytic activity in the hydrogen evolution reaction (HER) due to strong interactions between Mo and hydrogen within their structures. To overcome this limitation, here, we introduce a novel approach by incorporating Ru into Mo3P to modify its electronic structure, resulting in a novel water splitting cathode material of I̅42m structured Mo2RuP. Notably, Mo2RuP demonstrates as an efficient catalyst for alkaline HER, exhibiting outstanding performance with extremely low overpotentials of 29 mV and 62 mV at current densities of 10 mA cm−2 and 100 mA cm−2, respectively. It also displays a small Tafel slope (30 mV dec-1) and long-term durability in hydrogen production even at a current density of 100 mA cm−2 in a 1 mol/L KOH solution. First-principles density functional theory (DFT) calculations elucidate that Ru-substitution significantly reduces the hydrogen adsorption Gibbs free energy on various crystal facets of Mo2RuP. This alteration facilitates the transformation of the material to the kinetically favorable Volmer-Heyrovsky pathway during the HER. Furthermore, a comprehensive characterization and investigation into the electronic structure of this innovative material validate the efficacy of Ru modulation within the Mo3P structure. The strategy of Ru-substitution to adjust the electronic structure of Mo-based catalysts offers a viable approach for the development of novel, stable, and high-performance catalysts for the HER.
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
丘比特应助刁刁采纳,获得10
1秒前
1秒前
anthony完成签到,获得积分20
1秒前
永远清醒完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
5秒前
英俊的铭应助丫头采纳,获得10
5秒前
5秒前
科研通AI2S应助anthony采纳,获得10
9秒前
氟锑酸发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
赵海棠发布了新的文献求助20
9秒前
10秒前
pluto应助神勇小虾米采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
Abner完成签到 ,获得积分10
11秒前
窝不想写论文完成签到,获得积分10
12秒前
aabot完成签到,获得积分10
12秒前
开朗的小蘑菇完成签到,获得积分10
14秒前
发发发财完成签到 ,获得积分10
14秒前
Danmo完成签到,获得积分10
15秒前
刁刁发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
热心太英完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
cliff139完成签到,获得积分10
16秒前
wuhao完成签到,获得积分10
19秒前
学术圈边缘派遣员完成签到,获得积分10
20秒前
治水发布了新的文献求助10
20秒前
小左完成签到,获得积分10
20秒前
浑灵安完成签到,获得积分10
21秒前
马宝强发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
谨慎啤酒关注了科研通微信公众号
24秒前
文昌帝君完成签到,获得积分10
24秒前
科研通AI2S应助anthony采纳,获得10
26秒前
weilanhaian发布了新的文献求助10
27秒前
炉管发布了新的文献求助10
28秒前
29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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Instituting Science: The Cultural Production of Scientific Disciplines 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Organization of knowledge in modern America, 1860-1920 / 600
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
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 6360672
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174755
关于积分的说明 17219039
捐赠科研通 5415740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866032
邀请新用户注册赠送积分活动 1843284
关于科研通互助平台的介绍 1691337