亚2 nm Ru团簇/TiN

碱性析氢活性格外出众

通过热冲击法在TiN载体上构筑Ru-Ti界面，极大加速水解离步骤。

宗玲博 · Lu, Fenghong · 李平 · 范开才 · 詹天荣 · Liu, Porun · Jiang, Lixue · Chen, Dehong · 张瑞永 · 王雷

Advanced Materials 2024

参数信息

析氢过电位

16.3 mV

析氢过电位

86.6 mV

碱性水电解槽电压

1.65 V

阴离子交换膜水电解槽电压

1.67 V

Ru团簇尺寸

2 nm

技术优势

过电位极低

10 mA cm⁻² 时仅为16.3 mV，表明催化剂表面产氢能耗极低。

解离水更快

Ru-O和Ti-H键在界面处形成，加速了速率决定的水解离步骤。

实用电解槽验证

在碱性水和阴离子交换膜电解槽中均达到1.0 A cm⁻²，电压仅1.65 V和1.67 V。

应用场景

• 碱性水电解制氢：直接用作阴极催化剂，替代铂基材料降低电解水制氢成本。
• 电催化析氢：提供高活性析氢位点，提升单位面积产氢速率。
• 电解槽膜电极：粉体配制浆料涂覆电极，用于膜电极组件构建高效电解槽。
• 可再生能源制氢：降低制氢过电位，减少绿氢生产电耗。