超細釕納米晶體作為鉑的替代品用于pH通用的析氫反應
發(fā)布日期：2022-06-07 16:31:29 來源： 編輯：
目前，電催化水分解是最便宜、最清潔、最可靠、最安靜、最實惠的工業(yè)級高效氫氣(H2)生產(chǎn)技術之一。然而，用于析氫反應(HER)的最有效的鉑(Pt)基催化劑價格昂貴且穩(wěn)定性不理想。因此，迫切需要低成本、高效率和高穩(wěn)定性的HER電催化劑來替代Pt基電催化劑。
充分考慮釕的良好活性、穩(wěn)健性和合理的價格，以及石墨烯基先進載體的高表面積和優(yōu)異的導電性，Ru-碳納米復合材料可以成為HER的可行選擇。然而，進一步提高Ru-碳納米復合材料的催化性能仍然是一個挑戰(zhàn)。
近日，陜西師范大學陳宇教授領導的研究團隊設計了一種高質(zhì)量的N摻雜石墨烯氣凝膠支撐Ru納米晶(Ru-NCs/N-GA)納米復合材料。氧化石墨烯(GO)和釕(III)-聚烯丙胺(RuIII-PAA)復合物的反應前體均勻地錨定在石墨烯氣凝膠中，作為N源和Ru源。
RuIII-PAA配合物的均勻吸附可以導致在高溫處理下，Ru納米晶體在石墨烯氣凝膠上的均勻分散和超細尺寸。具有多孔結(jié)構(gòu)和低Ru含量(10wt%)的Ru-NCs/N-GA在堿性和酸性介質(zhì)中表現(xiàn)出與20wt%Pt/C相當?shù)腍ER活性。
總體而言，具有10wt.%Ru的經(jīng)濟上可行的Ru-NCs/N-GA納米復合材料是用于HER的商業(yè)Pt/C電催化劑的極具前景的替代品。結(jié)果發(fā)表在《中國催化雜志》上。
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