单原子Ru-ZIF-67催化剂

过电位直降252 mV

无需退火将原子级分散的Ru锚入完整ZIF-67骨架,首次大幅激活原始ZIF-67的析氢活性。

刘哲 · Jin, Rui · Gui, Zhao · Xiaoxiao, Huang · Wang, Maolin · Liu, Jia · Bingrong, Guo · 刘晰 · 李思伟

Materials Horizons 2025

参数信息

析氢过电位
79 mV
过电位降幅
252 mV

技术优势

过电位骤降

Ru单原子修饰使ZIF-67/CC在10 mA cm⁻²下的过电位从331 mV降至79 mV,降幅达252 mV,实现了原始ZIF-67迄今最显著的活性激活。

动力学飞跃

Tafel斜率大幅降低70%,表明反应动力学得到显著改善,只需更小的过电位变化就能推动电流密度上升。

免退火制备

采用免退火策略即可将原子级分散的Ru植入完整ZIF-67骨架,避免了高温处理对框架结构的破坏,制备条件温和。

机制透明

通过原位研究结合理论计算,揭示了工作条件下ZIF-67骨架坍塌为Co(OH)₂、Ru原子聚集为纳米颗粒的电化学重构路径,阐明了性能衰减根源。

应用场景