Hydrogen Evolution Reactivity of Pentagonal Carbon Rings and p‐d Orbital Hybridization Effect with Ru

过电位 反应性(心理学) 碳纤维 化学 密度泛函理论 结晶学 电子转移 电子结构 材料科学 计算化学 物理化学 电化学 电极 复合材料 有机化学 病理 复合数 医学 替代医学
作者
Lei Gong,Fanjie Xia,Jiawei Zhu,Xueqin Mu,Ding Chen,Hongyu Zhao,Lei Chen,Shichun Mu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (50): e202411125-e202411125 被引量:74
标识
DOI:10.1002/anie.202411125
摘要

Topological defects are inevitable existence in carbon-based frameworks, but their intrinsic electrocatalytic activity and mechanism remain under-explored. Herein, the hydrogen evolution reaction (HER) of pentagonal carbon-rings is probed by constructing pentagonal ring-rich carbon (PRC), with optimized electronic structures and higher HER activity relative to common hexagonal carbon (HC). Furthermore, to improve the reactivity, we couple Ru clusters with PRC (Ru@PRC) through p-d orbital hybridization between C and Ru atoms, which drives a shortcut transfer of electrons from Ru clusters to pentagonal rings. The electron-deficient Ru species leads to a notable negative shift in d-band centers of Ru and weakens their binding strength with hydrogen intermediates, thus enhancing the HER activity in different pH media. Especially, at a current density of 10 mA cm-2, PRC greatly reduces alkaline HER overpotentials from 540 to 380 mV. And Ru@PRC even exhibits low overpotentials of 28 and 275 mV to reach current densities of 10 and 1000 mA cm-2, respectively. Impressively, the mass activity and price activity of Ru@PRC are 7.83 and 15.7 times higher than that of Pt/C at the overpotential of 50 mV. Our data unveil the positive HER reactivity of pentagonal defects and good application prospects.
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
传奇3应助暴躁的虔纹采纳,获得10
2秒前
2秒前
lwq发布了新的文献求助10
3秒前
霍夫斯泰德完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
干净的琦应助sini999采纳,获得30
3秒前
不安莺完成签到,获得积分10
3秒前
ytkwong发布了新的文献求助10
4秒前
领导范儿应助九月采纳,获得10
4秒前
5秒前
orixero应助jjb采纳,获得10
5秒前
5秒前
今后应助hai采纳,获得10
5秒前
希望天下0贩的0应助PLMXSi采纳,获得10
5秒前
精明的花瓣完成签到,获得积分10
5秒前
紧张的谷槐完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
stuhwt完成签到,获得积分10
6秒前
700w完成签到 ,获得积分0
7秒前
www完成签到,获得积分20
7秒前
wuji2077发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
璐璐驳回了wanci应助
9秒前
开心的幼珊完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
曾金玲完成签到,获得积分10
11秒前
Hanayu完成签到 ,获得积分0
11秒前
852应助秭归子归采纳,获得10
12秒前
小丸子发布了新的文献求助10
13秒前
沉默小海豚完成签到,获得积分10
13秒前
zht发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
希望天下0贩的0应助十九采纳,获得10
14秒前
ren发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
lww发布了新的文献求助10
15秒前
ljhui发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
翠花发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.2应助龙傲天采纳,获得10
17秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 1200
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
Adhesion Science: Principles & Practice 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6492768
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8290294
关于积分的说明 17690743
捐赠科研通 5584744
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2915445
邀请新用户注册赠送积分活动 1892541
关于科研通互助平台的介绍 1750782