双金属MOF衍生的Ru掺杂Cu基电催化材料在碱性介质中的高效析氢性能（英文）

作者：杨梦雅; 焦龙; 董慧龙; 周柳江^*; 滕常青; 闫东明; 叶天南; 陈潇忻; 刘毅^*; 江海龙^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(03): 257-264.

• Metal–organic framework
• Ru-doped Cu nanoparticles
• Hydrogen evolution reaction
• Alkaline media
• Hydrogen adsorption energy

合理设计和制备廉价且高效的电催化析氢(HER)材料对电解水有着十分重要的意义.本文开发了一种通过热解基于Ru离子交换方法得到的双金属Ru-Cu-BTC金属有机骨架简易制备Ru掺杂Cu负载的多孔碳材料(Ru-Cu@C)的方法.该催化剂在碱性电解液中表现出了优异的HER性能,电流密度为10 mA cm-2时的过电位低至20 mV,且Tafel斜率仅有37 mV dec-1,该性能甚至超越了商用Pt/C催化剂.同时,密度泛函理论计算(DFT)结果表明,在Cu纳米晶的晶格中引入Ru原子后, H2的吸附能接近于零,这极大地促进了H2在催化剂表面的脱附,显著改善了HER性能.该策略为开发廉价高效的碱性HER电催化剂提供了新的思路.

• 单位
  浙江大学; 中国科学技术大学; 电子科技大学