80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

相關(guān)鏈接
聯(lián)系方式
  • 通信地址:武漢珞獅路122號
  • 郵編:430070
  • 電話:027-87651837
  • 傳真:
  • Email:msc@whut.edu.cn
當(dāng)前位置:> 首頁 > 最新動態(tài) > 正文
武漢理工大學(xué)木士春Nature子刊:酸性水氧化雙連續(xù)RuO2納米反應(yīng)器!

ZEmilia MS楊站長 2024-05-12 21:48 廣東

第一作者:Ding Chen, Ruohan Yu, Kesong Yu, Ruihu Lu
通訊作者:木士春通訊單位:武漢理工大學(xué)

論文速覽
本文提出了一種由多尺度缺陷RuO2納米單體(MD-RuO2-BN)組成的雙連續(xù)納米反應(yīng)器,用于提高釕(Ru)基催化劑在酸性環(huán)境中的活性和穩(wěn)定性,以期替代更昂貴的銥(Ir)基材料作為質(zhì)子交換膜水電解器(PEMWEs)的陽極催化劑。通過三維斷層掃描重建技術(shù)確認(rèn)了這種獨(dú)特的雙連續(xù)納米反應(yīng)器結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)提供了豐富的活性位點和通過腔體限制效應(yīng)實現(xiàn)的快速質(zhì)能力。此外,現(xiàn)有的空位和晶界賦予了MD-RuO2-BN豐富的低配位Ru原子和減弱的Ru-O相互作用,抑制了晶格氧的氧化和高價Ru的溶解。因此,在酸性介質(zhì)中,MD-RuO2-BN實現(xiàn)了超高水氧化活性(196 mV @ 10 mA cm-2)和超低降解速率1.2 mV h-1。使用MD-RuO2-BN作為陽極的自制PEMWE也展現(xiàn)了高水分解性能(1.64 V @ 1 A cm-2)。理論計算和原位拉曼光譜進(jìn)一步揭示了MD-RuO2-BN的電子結(jié)構(gòu)和水氧化過程的機(jī)制,合理化了通過多尺度缺陷和保護(hù)活性Ru位點的協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)的性能。

圖文導(dǎo)讀

圖1:MD-RuO2-BN的制備和催化過程,以及通過雙球差校正掃描透射電子顯微鏡(AC-STEM)觀察到的催化劑微觀結(jié)構(gòu)。

圖2:三維斷層掃描重建技術(shù)展示了MD-RuO2-BN的形貌,揭示了由超細(xì)RuO2納米單體和內(nèi)部孔隙組成的獨(dú)特的雙連續(xù)納米反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。

圖3:MD-RuO2-BN在原子尺度的觀察,包括STEM圖像、XPS光譜、EPR光譜、XANES和EXAFS光譜,以及通過小波變換(WT)驗證的EXAFS光譜分析結(jié)果。

圖4:MD-RuO2-BN的OER活性測試結(jié)果,包括極化曲線、Tafel曲線、Nyquist圖和穩(wěn)定性測試。

圖5:通過DFT計算和原位拉曼光譜對MD-RuO2-BN增強(qiáng)活性和穩(wěn)定性的機(jī)理分析。

總結(jié)展
本文通過將具有豐富Ru/O空位和內(nèi)外晶界的RuO2納米單體組裝成雙連續(xù)納米反應(yīng)器,實現(xiàn)了RuO2的電子和微觀結(jié)構(gòu)的同步優(yōu)化。Ru的氧化態(tài)降低和Ru-O鍵的延長減弱了Ru-O相互作用,抑制了晶格氧的氧化和高價Ru的溶解,從而增強(qiáng)了RuO2的耐久性。同時,豐富的反應(yīng)區(qū)域和高效的低配位活性原子共同提高了催化活性。因此,定制的MD-RuO2-BN在三電極電池設(shè)置和質(zhì)子交換膜水電解器(PEMWEs)中展現(xiàn)了無與倫比的OER活性和穩(wěn)定性。此外,集成的氫-水循環(huán)電源系統(tǒng)的演示為Ru基材料的應(yīng)用提供了更多機(jī)會。這項工作為提高無銥基OER催化劑的催化性能提供了見解,并將激發(fā)PEMWEs在大規(guī)模綠色H2生產(chǎn)中的發(fā)展。

文獻(xiàn)信息
標(biāo)題:Bicontinuous RuO2 nanoreactors for acidic water oxidation

期刊:Nature Communications

DOI:10.1038/s41467-024-48372-4