何传新教授课题组在《Journal of Materials Chemistry A》发表论文

作者: 发布时间: 2021-09-10 浏览次数: [ ]


 

近日,BEAT365唯一官网何传新教授课题组在《Journal of Materials Chemistry A》(影响因子12.732,中科院JCR 1区,TOP期刊)发表了题Regulation of the Adsorption Site of Ni2P by Ru and S Co-doping for Ultra-Efficient Alkaline Hydrogen Evolution的研究论文。该团队博士后王小登博士为第一作者,beat365体育官网平台何传新教授为通讯作者,beat365体育官网平台为唯一通讯单位。

利用清洁电能电化学水分解不仅可以解决可再生能源难以存储的问题还具有产物氢纯度高的优点,是较为理想的制氢技术。目前,碱性电解水制氢是真正大规模应用的技术,主要因为碱性条件对氧析出的对电极反应是及其有利的。与酸性溶液中的HER机制不同,碱性溶液中涉及到水解离产生的质子的释放。但由于缺乏吸附水的中间位点,其碱性HER活性仍然较差。需要开发高效的催化剂加快反应速度,从而提高整体电解水的效率。

我们报道了RuS共掺杂的Ni2P纳米片。这种共掺杂方法可以优化了水吸附的活性位点,大大提高了碱性条件下Ni2P的水解离能力。获得的Ru/S-Ni2P纳米片结构极大地提高了催化剂的本征活性,有效地促进了水分解。Ru/S-Ni2P驱动10 mA cm-2的电流密度仅需49 mV的低过电位,比原始Ni2P催化剂低约132 mV,它还显示出较强的催化稳定性。进一步的理论计算表明Ru/S-Ni2P催化剂的水吸附能明显高于其他催化剂,意味着水更容易吸附在Ru/S-Ni2P催化剂表面,有利于加速水的解离。另外Ru/S-Ni2PΔGH*值为-0.11 eV,较Ni2P接近于0 eV 的理想ΔGH*。因此,RuS掺杂后,更有利于水吸附和氢气的生成。这种采用阳离子和阴离子调控电子构型的策略,为提高碱性介质中HER的活性提供了一条新的方向。

 


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