Donutlike RuCu Nanoalloy with Ultrahigh Mass Activity for Efficient and Robust Oxygen Evolution in Acid Solution

析氧 材料科学 氧气 纳米技术 化学工程 化学 电化学 有机化学 电极 物理化学 工程类
作者
Yuanli Li,Wanlin Zhou,Xu Zhao,Weiren Cheng,Hui Su,Hui Zhang,Meihuan Liu,Qinghua Liu
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:2 (10): 7483-7489 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acsaem.9b01459
摘要

Rationally architectural design and accessible construction of an efficient electrocatalyst featuring with high activity and stability in acid solution are fundamentally important to advance the renewable energy conversion technologies nowadays. Herein, we deliberately conceive and successfully synthesize a donutlike architecture of RuCu bimetallic nanoalloy with well-defined nanoscale shell by a facile "galvanic replacement" strategy to boost Ru-based electrocatalysts with prominent water oxidation performance in an acid condition. The as-prepared donutlike RuCu nanostructures with an ultrathin shell of ∼1 nm thickness could catalyze the oxygen evolution reaction (OER) under a small overpotential of 270 mV at 10 mA·cm–2 with excellent long-term stability and ultrahigh mass activity of ∼1000 A·gRu–1, two-orders of magnitude larger than Ru and commercial RuO2 nanoparticles. Experimental and theoretical analyses reveal that the well-dispersed Cu element plays a key role in the architectural engineering and catalytic activity improvement of donutlike RuCu nanoalloy catalysts via dual regulation of coordination environment and electron structure of Ru active sites. Especially, by the merits of ultrathin shell structure, the strong surface electron transfer via robust Ru–Cu bonds could effectively promote the appearance of active and stable Ru2+ throughout donutlike RuCu nanoalloy, resulting in much more thermodynamically favor for H2O adsorption and *OOH formation during OER process compared with metallic Ru nanoparticle. Undoubtedly, this approach may open a new avenue for strategically designing highly active and performance-oriented electrocatalytic materials for tremendous energy applications.

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
嘿嘿完成签到,获得积分10
刚刚
今后应助Sweety-采纳,获得10
刚刚
bobinson完成签到,获得积分10
1秒前
hhhh完成签到,获得积分10
2秒前
火星上世界完成签到,获得积分10
5秒前
典雅的思菱完成签到,获得积分10
8秒前
好运连连完成签到,获得积分10
10秒前
郭优优完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
爱吃地锅鱼完成签到,获得积分10
13秒前
Tohka完成签到 ,获得积分10
13秒前
纪靖雁完成签到 ,获得积分10
13秒前
坚定芯完成签到 ,获得积分10
14秒前
鹿邑完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
留胡子的寄瑶完成签到,获得积分10
17秒前
TTKX完成签到 ,获得积分10
18秒前
GSR完成签到,获得积分10
18秒前
萤火虫完成签到,获得积分10
18秒前
雏菊完成签到,获得积分10
19秒前
开心发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
归尘完成签到,获得积分10
22秒前
Monster完成签到,获得积分10
23秒前
桐桐应助chen555采纳,获得30
24秒前
土豪的柔发布了新的文献求助10
25秒前
思源应助天马行空采纳,获得10
27秒前
27秒前
ljyyy发布了新的文献求助10
27秒前
30秒前
qiqi完成签到,获得积分10
31秒前
喜悦汉堡发布了新的文献求助10
32秒前
ljyyy完成签到,获得积分10
33秒前
zn完成签到 ,获得积分10
33秒前
Sweety-发布了新的文献求助10
35秒前
冷傲凝琴完成签到,获得积分10
35秒前
开心完成签到,获得积分10
37秒前
38秒前
41秒前
俊逸沛菡完成签到 ,获得积分10
41秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6028575
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7692927
关于积分的说明 16186928
捐赠科研通 5175790
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2769732
邀请新用户注册赠送积分活动 1753132
关于科研通互助平台的介绍 1638928