Dynamic H Migration Pathways Engineered by Ru Dual‐Site Architecture for High‐Performing Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers

对偶(语法数字) 材料科学 离子交换 离子 建筑 纳米技术 化学 有机化学 生物化学 艺术 文学类 视觉艺术
作者
Rui Liu,Zunhang Lv,Changli Wang,Chongao Tian,Feilong Dong,Xiao Feng,Bo Wang,Wenxiu Yang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (31) 被引量:16
标识
DOI:10.1002/aenm.202501331
摘要

Abstract Alkaline anion exchange membrane water electrolyzers (AEMWE) are promising for clean hydrogen production, yet encounter challenges such as low efficiency and instability at high current densities. Herein, an efficient Ru‐based catalyst with a dual‐site architecture (Ru NC/Ru SA –N 2 O 2 ) is reported, for boosting HER in practical AEMWE. The optimized Ru SA –N 2 O 2 sites engineer dynamic H migration pathways that effectively alleviate the strong H* adsorption around Ru clusters, reaching rapid H* desorption. This unique dual‐site configuration enables the construction of successive channels of H combination between H* from Ru clusters and Ru SA ‐N 2 O 2 sites, avoiding the over‐adsorption of H* and the overlay of Ru clusters. An AEMWE using Ru NC/Ru SA –N 2 O 2 (with only 80 µg Ru cm −2 ) can reach 3 A cm −2 at only 1.82 V and exhibits excellent stability for 600 h with a decay of only 30 µV h −1 (at 1 A cm −2 ). This work highlights the rational design of dual‐site architecture regulates H migration dynamics through synergistic mechanisms for activity and stability promotion in AEMWE.
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