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EES打破单原子催化剂的对称性实现极低能垒和高稳定性助水分解

  单原子金属体系的不稳定性和低的大电流密度效率引起了人们的广泛关注。
  近日,武汉理工大学木士春教授,南京晓庄学院SuliLiu发现,亲氧金属(Ru)物种在FeCoLDH中的单原子位掺杂(RuSACsFeCoLDH)可以有效地破坏FeCoLDH的对称结构,并导致在对称性破缺界面形成原位原子RuOTM(Fe,Co和Ni)类纳米化合物,这是获得优异的OER催化活性所必需的。
  文章要点
  1)研究人员用一种简单的方法设计和制作了RuxSACsFeCoLDH,它在246mV的超低过电位下提供了1000mAcm2的大电流密度,并在1000h内保持了高的稳定性。此外,RuxSACsFeCoLDH的优异的HER性能可媲美商业铂催化剂。
  2)相应地,组装的RuxSACsFeCoLDH双电极电池在1。47和1。52V的低电池电压下,在碱性介质中的总水分解的工业电流密度分别达到500和1000mAcm2。
  3)研究人员通过实验和密度泛函理论(DFT)计算证实了Ru单原子位点的存在和不寻常的对称性破缺现象,它在杂原子界面形成电荷转移区域,表现出极佳的OER和整体水分解电化学性能。
  参考文献
  XueqinMu,etal,Breakingthesymmetryofsingleatomcatalystsenablesanextremelylowenergybarrierandhighstabilityforlargecurrentdensitywatersplitting,EnergyEnviron。Sci。,2022
  DOI:10。1039d2ee01337a
  https:doi。org10。1039d2ee01337a

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