Nitrogen-Containing-Defect-Site-Assisted H2O Adsorption and Dissociation on Crystalline Ru Nanoclusters by Quasi-Hydrogen Bonds Boosts Alkaline Hydrogen Evolution Reaction

纳米团簇 离解(化学) 吸附 氢 氮气 化学 氢键 无机化学 材料科学 光化学 物理化学 有机化学 分子
作者
Jiaqing Luo,Yuanqing Sun,Peilin Liu,Shaoming Zhong,Yagang Li,Ruolin Zhang,Peng Zhang,Yaoling Chi,Hua Xu,Yuechang Wei,Weiyu Song,Zhenxing Li,Jian Liu
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (13): 5319-5331 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c00495
摘要

In the pursuit of advancing electrolytic water hydrogen production technology, the development of a cost-effective alkaline hydrogen evolution reaction (HER) catalyst, characterized by high activity and stability, holds paramount importance. In this context, we synthesized a crystalline Ru nanoclusters (NCs) catalyst supported on a three-dimensional layered nitrogen-doped carbon (3DLNC) material through a straightforward impregnation pyrolysis method. The optimized Ru/3DLNC-500 catalyst demonstrated remarkable electrocatalytic performance, featuring an exceptionally low overpotential of 18.5 mV at 10 mA cm–2, an extraordinarily high mass activity (10-fold greater than a 20% platinum carbon catalyst), and commendable stability. Insights gained from in situ Raman characterization and theoretical calculations lead to two noteworthy conclusions. First, the alkaline HER activity of crystalline Ru NCs is attributed to their heightened water adsorption capacity and accelerated hydrogen desorption rate. Second, under reaction conditions, the nitrogen-containing defect sites on the surface of 3DLNC serve as additional sites for water molecule adsorption by forming quasi-hydrogen bonds, thereby facilitating the alkaline HER by enhancing the adsorption and dissociation capabilities of water molecules on the catalyst.
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
1秒前
Shea发布了新的文献求助10
2秒前
wyx发布了新的文献求助10
3秒前
MKjou发布了新的文献求助10
3秒前
Tzzl0226发布了新的文献求助10
4秒前
yu发布了新的文献求助10
5秒前
lll发布了新的文献求助10
5秒前
whm关闭了whm的文献求助
6秒前
fcjnb的应助被寒冷的国采纳,获得10
7秒前
木木完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
9秒前
丘比特的应助被长情的觅荷采纳,获得10
10秒前
xu关注了科研通微信公众号
12秒前
Letitia完成签到,获得积分10
12秒前
llqq发布了新的文献求助10
12秒前
ca0ca0发布了新的文献求助30
14秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
CipherSage的应助被刘思琪采纳,获得10
15秒前
15秒前
斯文败类的应助被hu0421采纳,获得10
17秒前
共享精神的应助被仁爱可乐采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
简星完成签到 ,获得积分10
18秒前
小蘑菇的应助被Xmou采纳,获得10
19秒前
hansJAMA完成签到,获得积分10
19秒前
传奇3的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
七听的应助被科研通管家采纳,获得200
19秒前
桐桐的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
20秒前
20秒前
传奇3的应助被科研通管家采纳,获得10
20秒前
天天快乐的应助被科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
Nole的应助被科研通管家采纳,获得10
20秒前
无极微光的应助被羊羊羊采纳,获得20
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
The Art of Interactive Teaching 600
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7800762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9335449
关于积分的说明 20473815
捐赠科研通 7392321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326444
关于科研通互助平台的介绍 2473355
邀请新用户注册赠送积分活动 2344219