Synergy of Torsion Strained and Ligand Effect for Relay Acceleration of Industrial High‐pH Hydrogen Evolution

离解(化学) 材料科学 催化作用 扭转(腹足类) 兴奋剂 分子 动力学 吸附 化学工程 化学物理 配体(生物化学) 物理化学 化学 有机化学 光电子学 外科 受体 量子力学 工程类 医学 生物化学 物理
作者
Rui Jiang,Yumin Da,Ganwen Chen,Zhangliu Tian,Yukun Xiao,Yanhui Cao,Han‐Chun Wu,Jinfeng Zhang,Xiaopeng Han,Yida Deng,Wenbin Hu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (47) 被引量:9
标识
DOI:10.1002/adfm.202305893
摘要

Abstract Noble metal Pt‐based catalysts have slow water dissociation kinetics at high pH conditions, making it difficult for water molecules to be electrochemically activated. Utilizing ligand effect and strain effect to tailor catalytic active sites is a common method, while the understanding of mechanism of their interaction remains obscure due to the complexity of the process. This study proposes a pulse‐induced torsional strained PtRu mesocrystals (PtRu MCs) with 20 times higher mass activity than commercial Pt/C. The combination of experimental results and theoretical calculations reveals that the ligand effect induced by Ru doping accelerates the kinetics of the water dissociation reaction, while the pulse‐induced torsion strained dominates the thermodynamic optimization of the hydrogen adsorption reaction. The structure‐activity relationship defined by the synergistic effect under the complementary advantages of the strain and doping provides guidance for the design of future basic hydrogen evolution catalysts. The catalyst can run stably at 1 A cm −2 for 500 h, showing potential for industrial application.
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