Rationally designed Ru catalysts supported on TiN for highly efficient and stable hydrogen evolution in alkaline conditions

催化作用 分解水 过电位 锡 电催化剂 纳米颗粒 电解 制氢 氢 碱性水电解 化学工程 材料科学 化学 无机化学 纳米技术 电化学 冶金 电极 有机化学 物理化学 工程类 电解质 光催化
作者
Jia Zhao,Ricardo Urrego‐Ortiz,Nan Liao,Federico Calle‐Vallejo,Jingshan Luo
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 6391-6391 被引量:95
标识
DOI:10.1038/s41467-024-50691-5
摘要

Electrocatalysis holds the key to enhancing the efficiency and cost-effectiveness of water splitting devices, thereby contributing to the advancement of hydrogen as a clean, sustainable energy carrier. This study focuses on the rational design of Ru nanoparticle catalysts supported on TiN (Ru NPs/TiN) for the hydrogen evolution reaction in alkaline conditions. The as designed catalysts exhibit a high mass activity of 20 A mg−1Ru at an overpotential of 63 mV and long-term stability, surpassing the present benchmarks for commercial electrolyzers. Structural analysis highlights the effective modification of the Ru nanoparticle properties by the TiN substrate, while density functional theory calculations indicate strong adhesion of Ru particles to TiN substrates and advantageous modulation of hydrogen adsorption energies via particle-support interactions. Finally, we assemble an anion exchange membrane electrolyzer using the Ru NPs/TiN as the hydrogen evolution reaction catalyst, which operates at 5 A cm−2 for more than 1000 h with negligible degradation, exceeding the performance requirements for commercial electrolyzers. Our findings contribute to the design of efficient catalysts for water splitting by exploiting particle-support interactions. Designing efficient and stable electrocatalysts for water splitting is of great interest for H2 fuel production. Here, the authors present a Ru nanoparticle catalyst on TiN, achieving 20 A mg−1 Ru at 63 mV in alkaline conditions, and operating at 5 A cm−2 for over 1000 hours in an anion exchange membrane electrolyzer.
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
彭于晏的应助被jie采纳,获得10
刚刚
华仔的应助被正直的惜文采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
科研通AI6.4的应助被韩若凡采纳,获得10
1秒前
1秒前
yes完成签到,获得积分20
2秒前
康康完成签到,获得积分10
3秒前
lll发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
友好的发夹完成签到,获得积分10
4秒前
以七发布了新的文献求助10
5秒前
Lone完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
朴素代秋发布了新的文献求助10
5秒前
sally完成签到 ,获得积分10
5秒前
keep完成签到,获得积分10
6秒前
何ry发布了新的文献求助10
6秒前
汉堡包的应助被微笑的冥幽采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
jason0023完成签到,获得积分10
8秒前
wwdd完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
欣喜翠丝完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
LTY完成签到,获得积分10
10秒前
斯文败类的应助被dz618采纳,获得10
11秒前
欣喜翠丝发布了新的文献求助10
12秒前
jie发布了新的文献求助10
14秒前
淡淡东蒽发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
17秒前
18秒前
共享精神的应助被文静的人雄采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.4的应助被淡淡东蒽采纳,获得10
19秒前
20秒前
lsr驳回了慕青的应助
21秒前
22秒前
wdsn521发布了新的文献求助10
23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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Convergent and bidirectional strategies towards the total synthesis of hemibrevetoxin B 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7796981
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9332557
关于积分的说明 20450414
捐赠科研通 7387685
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3325237
关于科研通互助平台的介绍 2472406
邀请新用户注册赠送积分活动 2342422