Bifunctional WC‐Supported RuO2 Nanoparticles for Robust Water Splitting in Acidic Media

双功能 催化作用 析氧 分解水 纳米颗粒 化学工程 材料科学 双功能催化剂 制氢 纳米技术 金属 化学 无机化学 电化学 物理化学 冶金 电极 有机化学 光催化 工程类
作者
Shuchao Sun,Hao Jiang,Ziyao Chen,Qing Chen,Ming‐Yuan Ma,Liang Zhen,Bo Song,Cheng‐Yan Xu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:61 (21): e202202519-e202202519 被引量:205
标识
DOI:10.1002/anie.202202519
摘要

Abstract We report the strong catalyst–support interaction in WC‐supported RuO 2 nanoparticles (RuO 2 ‐WC NPs) anchored on carbon nanosheets with low loading of Ru (4.11 wt.%), which significantly promotes the oxygen evolution reaction activity with a η 10 of 347 mV and a mass activity of 1430 A g Ru −1 , eight‐fold higher than that of commercial RuO 2 (176 A g Ru −1 ). Theoretical calculations demonstrate that the strong catalyst–support interaction between RuO 2 and the WC support could optimize the surrounding electronic structure of Ru sites to reduce the reaction barrier. Considering the likewise excellent catalytic ability for hydrogen production, an acidic overall water splitting (OWS) electrolyzer with a good stability constructed by bifunctional RuO 2 ‐WC NPs only requires a cell voltage of 1.66 V to afford 10 mA cm −2 . The unique 0D/2D nanoarchitectures rationally combining a WC support with precious metal oxides provides a promising strategy to tradeoff the high catalytic activity and low cost for acidic OWS applications.
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