Theory-guided design of electron-deficient ruthenium cluster for ampere-level current density electrochemical hydrogen evolution

过电位 材料科学 催化作用 吸附 星团(航天器) 电子转移 电化学 基质(水族馆) 密度泛函理论 化学物理 化学工程 无机化学 纳米技术 物理化学 计算化学 电极 化学 有机化学 海洋学 计算机科学 工程类 程序设计语言 地质学
作者
Sheng Wang,Yingnan Liu,Zhengfei Chen,Qizhou Dai,Chung‐Li Dong,Bin Yang,Zhongjian Li,Xiaobing Hu,Lecheng Lei,Yang Hou
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:115: 108694-108694 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108694
摘要

Ru-based materials have regarded as ideal alternatives to Pt-based catalysts for hydrogen evolution reaction (HER), however, strong adsorption of H intermediate for Ru-based catalysts results in an unsatisfactory HER activity. Herein, we perform a high-throughput computational screening of different Ru clusters that supported on a carbon substrate embedded with various non-precious metals by comparing their structure stability and adsorption energy of H intermediate. Guided by the computational predictions, a unique 3D catalyst of Ru cluster with a size of < 2 nm anchored on spherical carbon shell confining Ni particles (Ru/Ni@C) is developed. Owing to the strong metal-substrate interaction and optimized electronic structure, Ru/Ni@C exhibits an outstanding HER performance with an ultra-low overpotential of 309 mV at 1.0 A cm−2, outperformed commercial Pt/C and Ru/C catalysts. Experimental observations and theoretical calculations demonstrate the efficient electron transfer from anchored Ru cluster to core Ni particles via carbon layer, which leads to the formation of electron-deficient Ru site, beneficial to adjust the ability of H adsorption and eventually promotes the whole HER process.
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
小王不会看文献完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2以李完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
倩倩完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
贝利亚完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
csdv发布了新的文献求助10
3秒前
坚强乌龟完成签到,获得积分10
3秒前
澎鱼盐完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
平淡小丸子完成签到 ,获得积分10
4秒前
吃花生酱的猫完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Vesper完成签到,获得积分10
5秒前
拼搏亦松发布了新的文献求助10
5秒前
无花果应助hu970采纳,获得10
6秒前
kk2024应助今天真暖采纳,获得20
6秒前
Brandy完成签到,获得积分10
6秒前
春景当思完成签到,获得积分10
6秒前
lyon发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
背后的广山完成签到,获得积分10
7秒前
Jiancui发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
体贴啤酒完成签到,获得积分10
8秒前
Ll发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
JOJO完成签到,获得积分10
9秒前
杭新晴完成签到 ,获得积分10
9秒前
淡然的日记本完成签到,获得积分10
9秒前
南方姑娘完成签到,获得积分10
10秒前
虚拟莫茗发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
11秒前
威武忆山完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107454
关于积分的说明 9285518
捐赠科研通 2805269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539827
邀请新用户注册赠送积分活动 716708
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709672