Ensemble Effect of Ruthenium Single-Atom and Nanoparticle Catalysts for Efficient Hydrogen Evolution in Neutral Media

过电位 催化作用 材料科学 纳米颗粒 电化学 分解水 密度泛函理论 制氢 纳米技术 化学工程 光化学 无机化学 化学物理 物理化学 计算化学 化学 光催化 电极 有机化学 工程类
作者
Yang Liu,Jianghua Wu,Yuchen Zhang,Jin Xu,Jianming Li,Xiaoke Xi,Yu Deng,Shuhong Jiao,Zhanwu Lei,Xiyu Li,Ruiguo Cao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (11): 14240-14249 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsami.2c20863
摘要

Hydrogen evolution reaction (HER) plays a key role in electrochemical water splitting, which is a sustainable way for hydrogen production. The kinetics of HER is sluggish in neutral media that requires noble metal catalysts to alleviate energy consumption during the HER process. Here, we present a catalyst comprising a ruthenium single atom (Ru1) and nanoparticle (Run) loaded on the nitrogen-doped carbon substrate (Ru1-Run/CN), which exhibits excellent activity and superior durability for neutral HER. Benefiting from the synergistic effect between single atoms and nanoparticles in the Ru1-Run/CN, the catalyst exhibits a very low overpotential down to 32 mV at a current density of 10 mA cm-2 while maintaining excellent stability up to 700 h at a current density of 20 mA cm-2 during the long-term test. Computational calculations reveal that, in the Ru1-Run/CN catalyst, the existence of Ru nanoparticles affects the interactions between Ru single-atom sites and reactants and thus improves the catalytic activity of HER. This work highlights the ensemble effect of electrocatalysts for HER and could shed light on the rational design of efficient catalysts for other multistep electrochemical reactions.
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
1秒前
000发布了新的文献求助10
1秒前
自由靖儿发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
华仔应助DKS采纳,获得10
1秒前
2秒前
Geminiwod完成签到,获得积分10
2秒前
研究学者关注了科研通微信公众号
2秒前
若隐若现完成签到 ,获得积分10
4秒前
WangXinlin完成签到,获得积分10
4秒前
柳慧完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
爱游泳的咸鱼完成签到,获得积分10
5秒前
NexusExplorer应助Tsuki采纳,获得10
5秒前
完美世界应助陈丹丹采纳,获得10
5秒前
小点点cy_发布了新的文献求助10
5秒前
机智的乌完成签到,获得积分10
6秒前
闪闪元芹发布了新的文献求助10
6秒前
yg发布了新的文献求助10
6秒前
qqq驳回了zzzzz应助
6秒前
Ericlee发布了新的文献求助10
6秒前
刘永鑫完成签到,获得积分10
6秒前
潇洒从阳发布了新的文献求助10
6秒前
羲合发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
wanci应助外星人采纳,获得10
9秒前
充电宝应助怡然冰姬采纳,获得10
10秒前
葛泽荣发布了新的文献求助10
10秒前
温暖芷蕾完成签到,获得积分10
11秒前
Ava应助知还采纳,获得10
11秒前
11秒前
闪闪元芹完成签到,获得积分10
11秒前
Ericlee完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
JxJ完成签到,获得积分10
12秒前
陈zw发布了新的文献求助20
13秒前
chunyeliangchuan完成签到,获得积分10
13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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6017710
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7603754
关于积分的说明 16157191
捐赠科研通 5165472
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764915
邀请新用户注册赠送积分活动 1746326
关于科研通互助平台的介绍 1635214