原標題:木士春Nano Energy: 陰氧化鉬包封Ru納米顆粒用于高效水分解
由于高過電勢,水電解制氫受到高能耗的極大限制,迫使人們不得不開發(fā)能夠有效催化水分解反應的催化劑。然而,目前大多數(shù)過渡金屬基顆粒機催化劑只能在堿性環(huán)境中使用,因為它們大多在酸性和高氧化環(huán)境中不穩(wěn)定,而且用途單一。因此,尋找在寬pH范圍內(nèi)具有高析氫和析氧反應動力學的穩(wěn)定雙功能催化劑是一個巨大的挑戰(zhàn)?;诖耍?strong style="color: blue;">武漢理工大學木士春課題組顆粒機雙功能Ru@MoO(S)3設計并構建了適用于寬pH范圍的納米膠囊結(jié)構電催化劑,其中Ru納米粒子包裹在硫調(diào)制的氧化鉬(MoO(S)3)殼中。
這種多合一的集成使Ru保留了固有的催化活性和快速的傳質(zhì)過程,同顆粒機時防止了Ru的電化學氧化,從而保證了可回收性。特別地,Ru@MoO(S)3在10 mA cm-2的電流密度下驅(qū)動0.5 M H2SO4和1 M KOH中的水分解僅需1.522 V和1.526 V電池電顆粒機壓分別具有接近100%的法拉第效率。
這是首次報道催化劑在酸性和堿性介質(zhì)中具有幾乎相同的水分解活性,并且顯著超過了商業(yè) Pt/C和RuO2催化劑。電化學阻抗譜數(shù)據(jù)表明,Ru@MoO(S)3在OER中的R顆粒機ct最小,在HER中非常接近Pt/C,表明Ru@MoO(S)3具有更快的OER和HER電子轉(zhuǎn)移過程;此外,在24 h恒流水分解試驗中,Ru@MoO(S)3的電流密度衰減非常小。因此,該工作進一步豐富了顆粒機通用水電解催化劑的研究體系,為開發(fā)先進的酸性質(zhì)子交換膜和堿性陰離子交換電解槽等高效儲能轉(zhuǎn)換裝置提供了指導。
Anion-modulated Molybdenum Oxide Enclosed Ruthe顆粒機nium Nano-capsules with Almost the Same Water Splitting Capability in Acidic and Alkaline Media. Nan顆粒機o Energy, 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107445返回搜狐,查看更多
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