钌团簇锚定氮化镍催化剂

全pH高效析氢

氮空位激活的钌团簇锚定氮化镍催化剂，在全pH范围内（包括中性介质）均表现出低过电位和高稳定性，适用于工业级海水电解。

Wang, Min · Song, Zhang · Yanping, Zhang · Kaisheng, Chen · Zihao, Yan · 陈拥军 · 刘宏涛 · 骆丽杰

Applied Surface Science 2026

具体参数

过电位（碱性）

{'zh': '46', 'en': '46'} mV

过电位（酸性）

{'zh': '39', 'en': '39'} mV

过电位（中性）

{'zh': '51', 'en': '51'} mV

全解水电池电压（海水）

{'zh': '1.604', 'en': '1.604'} V

技术优势

全pH低过电位

Ru-Ni3N在1 M KOH、0.5 M H2SO4和1 M PBS中达到10 mA cm⁻²的过电位分别仅为46、39和51 mV，证明其在酸性、碱性和中性条件下均具有高活性。

海水电解性能优异

在1 M KOH+海水中达到10 mA cm⁻²的电池电压仅1.604 V，显著优于商业RuO2-Pt/C组合，并且能稳定运行至少27小时。

促进水分解动力学

DFT计算表明，氮空位激活的Ru团簇锚定Ni3N促进水分解和氢脱附，从机理上加速析氢反应。

应用场景

• 电解水制氢：利用低过电位催化剂降低电解水制氢的能耗。
• 电催化析氢：在全pH范围高效催化析氢，适用于各类电解质体系。
• 海水电解：在碱性海水中稳定析氢，可直接利用海水资源制氢。