Lattice‐Confined Ru Clusters Driving Efficient Hydrazine‐Assisted Membrane‐Free Hydrogen Production

材料科学 制氢 双功能 催化作用 吸附 电解 分解水 电解水 金属 无机化学 化学工程 化学物理 氢燃料 氢经济 工作职能 蒸汽重整 活动站点 纳米技术 碱性水电解 析氧 格子(音乐) 离子 电化学 联氨(抗抑郁剂) 离子交换 吉布斯自由能 电催化剂 可逆氢电极 活化能
作者
Jian Zhong Jiang,Ziyi Liu,Chang-Sheng Chen,Zijian Li,Min Gyu Kim,Cheng-Hao Huang,Haeseong Jang,Xien Liu,Shangguo Liu,Liqiang Hou
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202504762
摘要

Abstract The inherent trade‐off between stable anchoring of metal clusters and sufficient exposure of active sites in supported metal catalysts critically limits their electrocatalytic efficiency. This study overcomes this limitation by synthesizing Ru clusters partially confined within the SnO 2 lattice (Ru@SnO 2 ) via a molten salt‐assisted approach. This unique structure synergistically integrates strong metal‐support interaction (SMSI) with high active site exposure. The resulting catalyst exhibits exceptional bifunctional activity in alkaline media, achieving remarkably low overpotentials of 9 mV for the hydrogen evolution reaction (HER) and −82 mV for the hydrazine oxidation reaction (HzOR) at 10 mA cm −2 . A two‐electrode system utilizing this catalyst demonstrated stable operation for 1000 h. Integrated into a membrane‐free electrolysis (MFE) system for HzOR‐assisted hydrogen production, it requires only 0.877 V to deliver 1.0 A cm −2 , achieving a substantial 67.8% energy saving compared to conventional anion exchange membrane (AEM) electrolyzers (2.726 V). Theoretical studies reveal that lattice confinement downshifts the Ru d‐band center to optimize hydrogen adsorption energy. A pronounced work function difference generates a built‐in electric field that accelerates water dissociation, while an end‐on bidentate N 2 H 4 adsorption configuration enhances HzOR activation efficiency.
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
2秒前
hgg发布了新的文献求助10
2秒前
Hello应助tianjiu采纳,获得10
3秒前
ChencanFang完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
7秒前
shangyu_liu发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
搜集达人应助WWTWM采纳,获得10
9秒前
CodeCraft应助liyunma采纳,获得10
10秒前
XR关注了科研通微信公众号
11秒前
11秒前
11秒前
joan完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
13秒前
14秒前
dew应助清秀的金鱼采纳,获得50
14秒前
14秒前
常温可乐应助hgg采纳,获得10
14秒前
15秒前
tianjiu发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
azkl发布了新的文献求助10
18秒前
Zenobia发布了新的文献求助10
18秒前
senli2018发布了新的文献求助10
19秒前
邵将发布了新的文献求助10
19秒前
庚庚完成签到,获得积分10
20秒前
拾玖发布了新的文献求助10
20秒前
罗八七发布了新的文献求助10
20秒前
乐乐应助WWTWM采纳,获得10
21秒前
田様应助77777采纳,获得10
21秒前
香蕉觅云应助hgg采纳,获得10
21秒前
英俊的铭应助alveraze采纳,获得10
22秒前
CQMEDCHEM完成签到,获得积分10
22秒前
南风完成签到,获得积分10
23秒前
鳗鱼三毒发布了新的文献求助10
23秒前
田様应助耙耙柑采纳,获得10
24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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6521367
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8314590
关于积分的说明 17786133
捐赠科研通 5623553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927682
邀请新用户注册赠送积分活动 1904398
关于科研通互助平台的介绍 1764571