Laser Irradiation Induced Ru Cluster‐Based Catalysts with Dual Spillover Pathways for Alkaline Hydrogen Evolution

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作者
Deyu Kong,Chao Meng,Yi Wan,N. Wang,Yue Zhou,Yan Zhang,Mengxin Huang,X. Zhang,Bin Wang,Mengqi Wu,L. Wang,Han Hu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (7): e24052-e24052 被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202524052
摘要

Abstract Ru cluster‐based electrocatalysts are promising for alkaline hydrogen evolution reaction (HER). However, the strong adsorption of H* and OH* intermediates during water dissociation on these clusters severely hampers subsequent gas evolution. Herein, we report a rational design of Co(OH) x ‐supported Ru clusters (L‐Ru/Co(OH) x ) through laser irradiation featuring dual spillover pathways for H* and OH*. The laser irradiation induces a localized thermal effect with fast heating and quenching, which simultaneously generates uniformly dispersed oxygen vacancies (OVs) on Co(OH) x nanosheets and forms ultrafine Ru clusters that are directly anchored at the OVs. The L‐Ru/Co(OH) x enables a synergistic electron redistribution among Ru clusters, OVs, and the adjacent Co sites, yielding electron‐rich Ru and Co sites along with electron‐deficient OVs. Such electron modulation facilitates spillover of H* and OH* on the Ru clusters to the adjacent electron‐rich Co sites and OVs, respectively, promoting continuous hydrogen evolution. The optimal catalyst exhibits a low overpotential of 13 mV at 10 mA cm −2 and a Tafel slope of 42 mV dec −1 , outperforming most reported catalysts. When used in an anion exchange membrane electrolyzer, the device achieves an industrial‐level current density of 1.68 A cm −2 at 2.0 V, which is about 2.16 times higher than that on RuO 2 ||Pt/C benchmark.
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