Engineering Ruthenium Species on Metal–organic Frameworks for Water Electrolysis at Industrial Current Densities

材料科学 电解 金属有机骨架 电流(流体) 电解水 化学工程 无机化学 催化作用 有机化学 电极 物理化学 电气工程 工程类 电解质 吸附 化学
作者
De‐Quan Li,Mingpeng Chen,Di Liu,Congcong Shen,Huachuan Sun,Yuxiao Zhang,Tianwei He,Qingjie Lu,Bo Li,Tong Zhou,Boxue Wang,Yuewen Wu,Guohao Na,Yunmin Chen,Jianhong Zhao,Yumin Zhang,Jin Zhang,Feng Liu,Cui Hao,Qingju Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (15) 被引量:74
标识
DOI:10.1002/aenm.202404714
摘要

Abstract Developing highly active and stable electrocatalysts for hydrogen production at industrial current densities is pivotal to give an impetus to carbon neutrality. Recently, metal–organic frameworks (MOFs) with large surface area and adjustable structures have become a class of promising alternative electrocatalysts, while their low conductivity and poor stability limit their widespread applications. Here, a modified strategy is proposed to stabilize and modulate Ruthenium (Ru) species including Ru single atoms (Ru SAs) and Ru nanoparticles (Ru NPs) on MOFs for enhanced hydrogen evolution reaction (HER). Benefiting from the strong interaction between Ru and MOFs, the synthesized NiFeRu SA+NP ‐DOBDC (DOBDC: 2,5‐dioxido‐1,4‐benzenedicarboxylate) exhibits an extraordinary HER performance with overpotentials of 25 and 271 mV at 10 and 1000 mA cm −2 , respectively. Meanwhile, it enables robust HER at a high current density of 1 A cm −2 over 300 h. Remarkably, the assembled anion exchange membrane (AEM) electrolyzer realizes a low voltage for alkaline water electrolysis. In situ analyses demonstrate that NiFeRu SA+NP ‐DOBDC enables optimized H 2 O adsorption and dissociation, and theoretical calculations indicate that Ru SAs and NPs accelerate the Volmer‐Heyrovsky pathway, synergistically promoted the HER performance. This work presents a competitive strategy to integrate supported metal species on the MOFs platform to efficiently drive industrial water electrolysis.
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
无私的寄灵完成签到 ,获得积分10
1秒前
华仔应助xuan采纳,获得10
2秒前
4秒前
酷波er应助XW采纳,获得10
7秒前
9秒前
9秒前
hanj发布了新的文献求助10
9秒前
Mic完成签到,获得积分0
9秒前
文静元霜发布了新的文献求助10
9秒前
13秒前
传奇3应助兔兔的西瓜头采纳,获得10
14秒前
andre20完成签到 ,获得积分10
15秒前
小航2025完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.4应助黎黎采纳,获得10
17秒前
甜蜜寻琴完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
华仔应助砍柴少年采纳,获得10
19秒前
20秒前
落后的士晋完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
金牌小魚仔应助xuan采纳,获得10
23秒前
23秒前
23秒前
XW发布了新的文献求助10
24秒前
wxj发布了新的文献求助10
24秒前
Jasper应助keyan采纳,获得10
24秒前
双桅船完成签到,获得积分10
26秒前
安静的幻儿完成签到,获得积分10
27秒前
luo发布了新的文献求助10
28秒前
晨烨完成签到,获得积分10
28秒前
李顾发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
32秒前
杨树完成签到 ,获得积分10
32秒前
Hello应助彩虹绵绵冰采纳,获得30
33秒前
34秒前
祈兰完成签到 ,获得积分10
35秒前
林韬完成签到,获得积分10
37秒前
37秒前
jikang发布了新的文献求助10
37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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7587394
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9165784
关于积分的说明 19616637
捐赠科研通 7167826
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266917
关于科研通互助平台的介绍 2431831
邀请新用户注册赠送积分活动 2258736