Expediting the Volmer Step of Alkaline Hydrogen Oxidation with High-Efficiency and CO-Tolerance by Ru–O–Eu Bridge

催化作用 吸附 化学 电催化剂 分解水 无机化学 化学工程 纳米技术 材料科学 物理化学 电化学 光催化 电极 有机化学 工程类
作者
Luping Zhang,Sijie Chen,Tianheng Du,Xianzhe Zhao,Anqi Dong,Lifang Zhang,Tongfei Li,Linbo Li,Chenglin Yan,Tao Qian
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (50): 34195-34206 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c11614
摘要

The quest for economical and highly efficient nanomaterials for the alkaline hydrogen oxidation reaction (HOR) is imperative in advancing the technology of anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs). Efforts using Pt-based electrocatalysts for alkaline HOR are greatly plagued by their finitely intrinsic activities and significant CO poisoning, stemming from the difficulty of simultaneously optimizing surface adsorption toward different hydrogen-related adsorbates. Herein, Ru clusters coupled with Eu2O3 immobilized within N-doped carbon nanofibers (Ru/Eu2O3@N-CNFs) are developed toward drastically boosted electrocatalysis for HOR via a d-p-f gradient orbital coupling strategy. Theoretical calculations and in situ operando spectroscopy discover that the induction of Eu2O3 optimizes the Ru site electronic structure via constructing the gradient orbital coupling of Ru(3d)-O(2p)-Eu(4f), leading to optimal H intermediates, improved adsorption ability of OH and reduced energy barrier of water formation, and promoted CO oxidation, endowing the Ru/Eu2O3 as the promising catalyst alternative for fast alkaline hydrogen electrooxidation. As a result, the Ru/Eu2O3@N-CNFs reach an impressive kinetic current densities (jk) value of 156.3 mA cm-2 at 50 mV (38.4 times higher than Pt/C), and decent stability over 35000 s continuous operation. This comprehensive investigation featuring d-p-f gradient orbital coupling provides valuable insights for the strategic development of high-performance Ru-based materials for HOR and beyond.
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
崽崽完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
yy发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
贺贺发布了新的文献求助10
3秒前
jill完成签到,获得积分10
3秒前
lululullulu完成签到,获得积分10
3秒前
janeSmith完成签到 ,获得积分10
3秒前
Lillian完成签到,获得积分10
3秒前
xiaoyezi123完成签到,获得积分10
4秒前
眯眯眼的板栗完成签到,获得积分10
4秒前
Owen应助YuGe采纳,获得10
5秒前
jaytotti完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
崽崽发布了新的文献求助10
5秒前
zikk233完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
虚拟的鞋垫完成签到,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
活泼的蘑菇完成签到 ,获得积分10
7秒前
芋泥雪贝完成签到,获得积分10
8秒前
Jenny完成签到 ,获得积分10
8秒前
搜集达人应助Zziiixl采纳,获得10
8秒前
laihama完成签到,获得积分10
8秒前
时刻保持质疑完成签到,获得积分10
8秒前
ChatGDP_deepsuck完成签到,获得积分10
8秒前
YUU完成签到,获得积分10
8秒前
坚定芯完成签到,获得积分10
8秒前
忧郁的毛巾完成签到,获得积分10
9秒前
动人的萝发布了新的文献求助10
9秒前
英俊的铭应助荞麦皮耶采纳,获得10
9秒前
9秒前
闪闪的灵寒完成签到,获得积分10
10秒前
等效边界完成签到,获得积分10
10秒前
wanna完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
玉儿完成签到,获得积分20
10秒前
任性雪糕完成签到 ,获得积分10
11秒前
夏至未至完成签到,获得积分10
11秒前
sssaw完成签到,获得积分10
11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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5765314
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5560332
关于积分的说明 15408304
捐赠科研通 4900070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2636173
邀请新用户注册赠送积分活动 1584389
关于科研通互助平台的介绍 1539646