A Sustainable Route to Ruthenium Phosphide (RuP)/Ru Heterostructures with Electron‐Shuttling of Interfacial Ru for Efficient Hydrogen Evolution

磷化物 电催化剂 纳米片 离解(化学) 化学工程 无机化学 化学 电化学 物理化学 催化作用 有机化学 电极 工程类
作者
Daohao Li,Rongsheng Cai,Dongyong Zheng,Jun Ren,Chung‐Li Dong,Yucheng Huang,Sarah J. Haigh,Xien Liu,Feilong Gong,Yiming Liu,Jian Liu,Dongjiang Yang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (22) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/advs.202309869
摘要

Abstract Ruthenium (Ru) is a promising electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction (HER), despite suffering from low activity in non‐acidic conditions due to the high kinetic energy barrier of H 2 O dissociation. Herein, the synthesis of carbon nanosheet‐supported RuP/Ru heterostructures (RuP/Ru@CNS) from a natural polysaccharide is reported and demonstrates its behavior as an effective HER electrocatalyst in non‐acidic conditions. The RuP/Ru@CNS exhibits low overpotential (106 mV at 200 mA·cm −2 ) in alkaline electrolyte, exceeding most reported Ru‐based electrocatalysts. The electron shuttling between Ru atoms at the RuP/Ru interface results in a lowered energy barrier for H 2 O dissociation by electron‐deficient Ru atoms in the pure Ru phase, as well as optimized H * adsorption of electron‐gaining Ru atoms in the neighboring RuP. A low H * spillover energy barrier between Ru atoms at the RuP/Ru interface further boosts HER kinetics. This study demonstrates a sustainable method for the fabrication of efficient Ru‐based electrocatalysts and provides a more detailed understanding of interface effects in HER catalysis.
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