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]
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
刚刚
无奈醉柳发布了新的文献求助10
刚刚
网易乐完成签到,获得积分10
1秒前
所所应助sunaijia采纳,获得10
1秒前
桐桐应助wcp采纳,获得10
2秒前
4秒前
4秒前
4秒前
QVQ完成签到,获得积分10
5秒前
PANYS发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
成功Winy完成签到,获得积分10
6秒前
传奇3应助拼搏冬卉采纳,获得10
9秒前
张厚润发布了新的文献求助10
9秒前
无辜文博完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
独特奇异果应助A000000采纳,获得10
11秒前
hjygzv发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
并不浓妆的狸猫关注了科研通微信公众号
15秒前
ZZ完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
顾矜应助大大怪z采纳,获得10
17秒前
研友_xLOMQZ完成签到,获得积分10
17秒前
蚂蚁飞飞发布了新的文献求助10
17秒前
lzd发布了新的文献求助10
17秒前
5160完成签到,获得积分10
17秒前
何必在乎发布了新的文献求助10
18秒前
李娇完成签到 ,获得积分10
19秒前
高高发布了新的文献求助10
19秒前
彭于晏应助张厚润采纳,获得10
19秒前
20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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6030211
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7705005
关于积分的说明 16192383
捐赠科研通 5177165
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2770477
邀请新用户注册赠送积分活动 1753894
关于科研通互助平台的介绍 1639389