纳米人 雨辰    2020-12-10

析氢反应(HER)的电催化是生产清洁能源应用的一项重要而艰巨的任务。

有鉴于此，武汉理工大学木士春教授和南京晓庄学院刘苏莉等人，通过混合溶剂策略设计并成功合成了具有丰富结构缺陷的RuRh2双金属烯纳米合金环，表现出优异的HER催化活性。

本文要点

1）通过将原子构型引入具有丰富缺陷的RuRh2双金属烯纳米环中，开发了一种高效的析氢催化剂。通过精确构建H+/水吸附强、水离解能垒低、H*结合能接近零的有缺陷的催化界面，来调控催化剂在较宽pH范围内的HER活性。

2）首先通过密度泛函理论（DFT）计算探索RuRh2双金属烯的ΔGH和ΔGB值。如所预期的，就零起始电势和低Tafel斜率而言，RuRh2双金属烯在不同的电解质中表现出出色的活性，其中基准电流密度为10 mA cm-2时的η值小于商用Pt催化剂和其他报道的HER催化剂的η值。

3）设计和构建的RuRh2双金属烯纳米催化剂具有超低起始电位、高催化活性和在全pH范围内的良好稳定性。而且，即使在酸性介质中进行30000次循环后，仍能保持稳定的析氢，优于Pt催化剂和其他已报道的HER催化剂。合金效应，由RuRh2引起的应变效应以及由于薄片的厚度而引起的量子尺寸效应可以调整体系的电子结构，从而优化氢的吸附/解吸行为。

总之，缺陷界面工程可以极大地提高催化性能，为获得高效催化剂提供了很大的潜力。

参考文献：

Xueqin Mu et al. RuRh Bimetallene Nanoring as High‐efficiency pH‐Universal Catalyst for Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Science, 2020.

DOI: 10.1002/advs.202002341

https://doi.org/10.1002/advs.202002341