Engineering the electronic structure of single atom Ru sites via compressive strain boosts acidic water oxidation electrocatalysis

过电位 电催化剂 析氧 催化作用 电解质 电化学 溶解 分解水 金属 材料科学 合金 化学工程 化学物理 无机化学 化学 冶金 物理化学 复合材料 电极 工程类 光催化 生物化学
作者
Yancai Yao,Sulei Hu,Wenxing Chen,Zheng-Qing Huang,Weichen Wei,Takeshi Yao,Ruirui Liu,Ketao Zang,Xiaoqian Wang,Geng Wu,Wenjuan Yuan,Tongwei Yuan,Bai-Quan Zhu,Wei Liu,Zhijun Li,Dongsheng He,Zhenggang Xue,Yu Wang,Xusheng Zheng,Juncai Dong,Chun‐Ran Chang,Yanxia Chen,Xun Hong,Jun Luo,Shiqiang Wei,Wei‐Xue Li,Peter Strasser,Yuen Wu,Yadong Li
出处
期刊:Nature Catalysis [Springer Nature]
卷期号:2 (4): 304-313 被引量:747
标识
DOI:10.1038/s41929-019-0246-2
摘要

Single-atom precious metal catalysts hold the promise of perfect atom utilization, yet control of their activity and stability remains challenging. Here we show that engineering the electronic structure of atomically dispersed Ru1 on metal supports via compressive strain boosts the kinetically sluggish electrocatalytic oxygen evolution reaction (OER), and mitigates the degradation of Ru-based electrocatalysts in an acidic electrolyte. We construct a series of alloy-supported Ru1 using different PtCu alloys through sequential acid etching and electrochemical leaching, and find a volcano relation between OER activity and the lattice constant of the PtCu alloys. Our best catalyst, Ru1–Pt3Cu, delivers 90 mV lower overpotential to reach a current density of 10 mA cm−2, and an order of magnitude longer lifetime over that of commercial RuO2. Density functional theory investigations reveal that the compressive strain of the Ptskin shell engineers the electronic structure of the Ru1, allowing optimized binding of oxygen species and better resistance to over-oxidation and dissolution. While Ru-based electrocatalysts are among the most active for acidic water oxidation, they suffer from severe deactivation. Now, Yuen Wu, Wei-Xue Li and co-workers report a core–shell Ru1–Pt3Cu catalyst with surface-dispersed Ru atoms for a highly active and stable oxygen evolution reaction in acid electrolyte.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
科研通AI2S应助liuyafei采纳,获得10
2秒前
2秒前
云停完成签到,获得积分20
2秒前
大个应助ddddaaa采纳,获得10
5秒前
Leemyaaa完成签到 ,获得积分10
8秒前
俭朴飞烟完成签到,获得积分10
13秒前
Hobby完成签到,获得积分10
14秒前
19秒前
江璃完成签到 ,获得积分10
26秒前
传奇3应助huanglm采纳,获得10
29秒前
30秒前
moroa发布了新的文献求助30
35秒前
之之完成签到 ,获得积分10
37秒前
shinysparrow应助耍酷尔云采纳,获得10
38秒前
bkagyin应助chen采纳,获得10
38秒前
老孙完成签到,获得积分10
38秒前
可爱的函函应助俭朴飞烟采纳,获得10
39秒前
111完成签到,获得积分10
39秒前
null应助吃蜜瓜好本领采纳,获得150
39秒前
45秒前
云鹏完成签到 ,获得积分10
46秒前
潺潺流水完成签到,获得积分10
47秒前
倩倩0857完成签到,获得积分10
48秒前
Jasper应助qboy采纳,获得10
48秒前
风中寄灵完成签到 ,获得积分10
49秒前
谨慎冰海发布了新的文献求助10
50秒前
51秒前
51秒前
afar完成签到 ,获得积分10
51秒前
53秒前
54秒前
伍寒烟完成签到,获得积分10
55秒前
56秒前
huanglm发布了新的文献求助10
59秒前
今天进步了吗完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
好哥哥完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
qboy发布了新的文献求助10
1分钟前
wangbq完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 1100
The Instrument Operations and Calibration System for TerraSAR-X 800
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 400
THE EFFECT OF MOLYBDENUM, NICKEL AND COPPER ON THE MICROSTRUCTURE, HARDNESS AND HARDENABILITY OF DUCTILE CAST IRONS 300
A STUDY OF THE EFFECTS OF CHILLS AND PROCESS-VARIABLES ON THE SOLIDIFICATION OF HEAVY-SECTION DUCTILE IRON CASTINGS 300
Polyvinyl alcohol fibers 300
A Monograph of the Colubrid Snakes of the Genus Elaphe 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2346650
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2050160
关于积分的说明 5109311
捐赠科研通 1783822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 891327
版权声明 556665
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 475507