Turing structuring with multiple nanotwins to engineer efficient and stable catalysts for hydrogen evolution reaction

催化作用 图灵 材料科学 纳米材料基催化剂 离解(化学) 计算机科学 化学物理 纳米技术 化学工程 化学 纳米颗粒 物理化学 生物化学 有机化学 工程类 程序设计语言
作者
Jialun Gu,Lanxi Li,Youneng Xie,Bo Chen,Fubo Tian,Yanju Wang,Jing Zhong,Junda Shen,Jian Lü
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:57
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40972-w
摘要

Low-dimensional nanocrystals with controllable defects or strain modifications are newly emerging active electrocatalysts for hydrogen-energy conversion and utilization; however, a crucial challenge remains in insufficient stability due to spontaneous structural degradation and strain relaxation. Here we report a Turing structuring strategy to activate and stabilize superthin metal nanosheets by incorporating high-density nanotwins. Turing configuration, realized by constrained orientation attachment of nanograins, yields intrinsically stable nanotwin network and straining effects, which synergistically reduce the energy barrier of water dissociation and optimize the hydrogen adsorption free energy for hydrogen evolution reaction. Turing PtNiNb nanocatalyst achieves 23.5 and 3.1 times increase in mass activity and stability index, respectively, compared against commercial 20% Pt/C. The Turing PtNiNb-based anion-exchange-membrane water electrolyser with a low Pt mass loading of 0.05 mg cm-2 demonstrates at least 500 h stability at 1000 mA cm-2, disclosing the stable catalysis. Besides, this new paradigm can be extended to Ir/Pd/Ag-based nanocatalysts, illustrating the universality of Turing-type 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
小赵发布了新的文献求助20
1秒前
在水一方应助负责的妙松采纳,获得10
2秒前
张立人完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI5应助森气采纳,获得30
5秒前
6秒前
TRY完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
huahua完成签到 ,获得积分10
9秒前
yliaoyou完成签到,获得积分10
9秒前
张立人发布了新的文献求助10
10秒前
温柔的白秋完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
山城小丸发布了新的文献求助10
12秒前
传奇3应助103921wjk采纳,获得10
13秒前
李剑鸿发布了新的文献求助30
13秒前
星辰大海应助小赵采纳,获得10
13秒前
14秒前
森气发布了新的文献求助30
16秒前
莎莎士比亚完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
21秒前
ronnie发布了新的文献求助10
21秒前
无花果应助Krapanda采纳,获得10
26秒前
28秒前
103921wjk发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
卡卡完成签到,获得积分10
32秒前
34秒前
ronnie完成签到,获得积分10
36秒前
ai发布了新的文献求助10
37秒前
39秒前
40秒前
hzs发布了新的文献求助10
41秒前
老程完成签到,获得积分10
42秒前
42秒前
Krapanda发布了新的文献求助10
45秒前
小鱼关注了科研通微信公众号
46秒前
46秒前
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 3778882
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324413
关于积分的说明 10218351
捐赠科研通 3039488
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668198
邀请新用户注册赠送积分活动 798570
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758440