Revealing the role of interfacial water and key intermediates at ruthenium surfaces in the alkaline hydrogen evolution reaction

价(化学) 离解(化学) 催化作用 拉曼光谱 化学 吸附 水的自电离 反应中间体 屏障激活 离子 光化学 反应中间体 分解水 铂金 无机化学 化学物理 物理化学 有机化学 物理 光学 光催化
作者
Xing Chen,Xiaoting Wang,Jiabo Le,Shumin Li,Xue Wang,Yujin Zhang,Petar M. Radjenovic,Yu Zhao,Yaohui Wang,Xiu‐Mei Lin,Jin‐Chao Dong,Jianfeng Li
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:193
标识
DOI:10.1038/s41467-023-41030-1
摘要

Ruthenium exhibits comparable or even better alkaline hydrogen evolution reaction activity than platinum, however, the mechanistic aspects are yet to be settled, which are elucidated by combining in situ Raman spectroscopy and theoretical calculations herein. We simultaneously capture dynamic spectral evidence of Ru surfaces, interfacial water, *H and *OH intermediates. Ru surfaces exist in different valence states in the reaction potential range, dissociating interfacial water differently and generating two distinct *H, resulting in different activities. The local cation tuning effect of hydrated Na+ ion water and the large work function of high-valence Ru(n+) surfaces promote interfacial water dissociation. Moreover, compared to low-valence Ru(0) surfaces, high-valence Ru(n+) surfaces have more moderate adsorption energies for interfacial water, *H, and *OH. They, therefore, facilitate the activity. Our findings demonstrate the regulation of valence state on interfacial water, intermediates, and finally the catalytic activity, which provide guidelines for the rational design of high-efficiency catalysts.
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
1秒前
Lucas应助直率的花生采纳,获得10
4秒前
萨芬撒发布了新的文献求助10
4秒前
飞快的尔芙完成签到,获得积分10
5秒前
8秒前
白契完成签到 ,获得积分0
9秒前
共享精神应助ardoroso采纳,获得10
9秒前
13秒前
QAQ完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
樊大有完成签到 ,获得积分10
17秒前
19秒前
21秒前
冷傲中道发布了新的文献求助10
24秒前
Raymond发布了新的文献求助10
27秒前
伶俐问薇完成签到,获得积分10
27秒前
syrrr要发文章完成签到 ,获得积分10
29秒前
Typing完成签到,获得积分20
37秒前
39秒前
惠小之完成签到,获得积分10
39秒前
41秒前
科研通AI2S应助和气生财君采纳,获得10
42秒前
43秒前
靓丽的熠彤完成签到,获得积分10
43秒前
1212431发布了新的文献求助10
44秒前
45秒前
ardoroso发布了新的文献求助10
46秒前
123456发布了新的文献求助10
48秒前
48秒前
pluto应助阿邱采纳,获得10
49秒前
ss应助暴躁小兔采纳,获得10
50秒前
CipherSage应助YSY采纳,获得10
51秒前
51秒前
乐乐应助moon采纳,获得10
51秒前
甜蜜藏鸟发布了新的文献求助10
54秒前
清水完成签到,获得积分10
54秒前
1分钟前
1分钟前
彭于晏应助Shaangueuropa采纳,获得10
1分钟前
哎健身完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778731
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324277
关于积分的说明 10217710
捐赠科研通 3039405
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668081
邀请新用户注册赠送积分活动 798531
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758401