Ru₄Fe金属间化合物催化剂

全pH析氢

通过Ru 4d与Fe 3d轨道相互作用产生各向异性电子分布，促进水分子吸附与解离，实现全pH范围内的优异析氢性能。

Wen, Zhang · 徐广蕊 · Tiantian, Sun · Jiayi, Li · Yu, Miao · 吴则星 · Zhang Y. · Lei, Wang

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

酸性析氢过电位

{'zh': '29', 'en': '29'} mV

中性析氢过电位

{'zh': '24', 'en': '24'} mV

碱性析氢过电位

{'zh': '36', 'en': '36'} mV

氢吸附吉布斯自由能

{'zh': '0', 'en': '0'} eV

技术优势

全pH高效析氢

Ru 4d–Fe 3d轨道相互作用产生各向异性电子分布，促进水分子吸附并加速解离，在酸性、中性、碱性中过电位分别低至29、24、36 mV。

优于商业Pt/C

在10 mA cm⁻²下，酸性、中性、碱性中的过电位均低于20% Pt/C，且贵金属用量更低。

更利于氢吸附

Ru₄Fe IMCs/C的ΔG*H相比Ru NPs/C更接近0 eV，有利于析氢反应过程。

应用场景

• 电解水制氢：替代铂基催化剂用于电解水制氢，降低贵金属用量与过电位。
• 氢能催化剂：提供全pH范围内高效稳定的析氢催化材料，适用于不同电解质体系。
• 光电催化水分解：可与光吸收材料集成，利用其低过电位促进光电化学析氢。