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安大遇鑫遙/張惠Small: 性能不好？來(lái)?yè)近c(diǎn)Ru！氧空位調(diào)節(jié)和表面親水改性協(xié)同促進(jìn)電催化HER

電化學(xué)析氫被認(rèn)為是最有前景的大規(guī)模生產(chǎn)氫能的實(shí)用化技術(shù)。隨著清潔氫能源的發(fā)展，迫切需要具有成本效益和高性能的析氫反應(yīng)(HER)電催化劑。

近日，安徽大學(xué)遇鑫遙、張惠等報(bào)道了一種有效的Ru摻雜和空氣等離子體激活策略，以提高CoNi-LDH納米管陣列(NTA)的HER性能。

作為鉑族金屬之一，釕(Ru)被選為摻雜劑，因?yàn)樗哂械统杀?Pt價(jià)格的1/3)和與氫的結(jié)合強(qiáng)度與Pt相近等優(yōu)點(diǎn)。空氣等離子體處理不僅將N和O填充到Ru-CoNi-LDH中多余的Vo中，而且大大提高了表面親水性。

由于氧空位調(diào)節(jié)和表面親水改性的協(xié)同作用，優(yōu)化的P-Ru-CoNi-LDH NTAs催化劑在10 mA cm^-2和50 mA cm^-2的電流密度下的過(guò)電位分別僅為29 mV和81 mV。

另外，通過(guò)組裝P-Ru-CoNi-LDH作為雙電極尿素輔助水電解的陰極和陽(yáng)極，在10 mA cm^-2下需要1.36 V的小電池電壓，并且可以持續(xù)運(yùn)行100小時(shí)而沒(méi)有任何明顯的活性衰減，顯示出出色的耐用性。

原位拉曼和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，P-Ru-CoNi-LDH可以通過(guò)內(nèi)在電子結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)和外在表面潤(rùn)濕性改性來(lái)提高HER性能。這些發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)高性能HER電催化劑提供了有效的內(nèi)在和外在協(xié)同效應(yīng)途徑，具有應(yīng)用于其他研究領(lǐng)域的潛力。

Oxygen Vacancy Engineering Synergistic with Surface Hydrophilicity Modification of Hollow Ru Doped CoNi-LDH Nanotube Arrays for Boosting Hydrogen Evolution. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202104323

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/19/2804402da0/

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