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高性能稀释镍纳米团簇装饰钌纳米线用于ph -通用整体水分解( High-performance diluted nickel nanoclusters decorating ruthenium nanowires for pH-universal overall water splitting )
T Zhu S Liu B Huang Q Shao M Wang F Li X Tan Y Pi SC Weng B Huang
开发一种通用性强、性能优异、具有pH值通用性的全水裂解电催化剂,对于可再生能源转化的工业化生产具有越来越重要的意义。因此,我们的理论计算表明,通过引入稀薄金属纳米团簇,可以大大克服传统催化剂设计策略对平均场行为的限制,从而为提高电子传递能力提供最佳的热力学效应,进而促进析氢反应和析氧反应的初始水解离活化。作为概念的证明,我们探索了一种独特的催化剂,即稀释镍纳米团簇修饰钌纳米线,作为一种高性能的整体水裂解电催化剂。优化后的催化剂在pH0~14的范围内具有破纪录的水裂解活性,所有电位均低于1.454V,电流密度为10 mA cm2,大大优于Pt/C-Ir/C集成电偶。它也很容易达到高电流密度,高达100毫安cm2,低电压仅为1.55V。进一步证明了稀释后的镍纳米团簇能够强烈地锚定在钌纳米线上,从而提高了钌纳米线的稳定性。稀薄金属纳米团簇增强策略突出了合理设计具有前所未有的电催化性能的催化剂的一般途径。
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