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Enhanced catalytic activity of Ru through n modification toward alkaline hydrogen electrocatalysis

Chinese Chemical Letters 2022年第2期33卷 1065-1069页

作者： Yuanmeng Zhao Xuewei Wang Zhen Li Pingping Zhao Congliang Tao Gongzhen Cheng Wei Luo College of Chemistry and Molecular Sciences Wuhan UniversityWuhan 430072China School of Printing and Packaging Wuhan UniversityWuhan 430072China Wuhan Foreign Language School Wuhan 430022China Suzhou Institute of Wuhan University Suzhou 215123China Yangzhou Kairuite Medical Products Co. Ltd.Yangzhou 225200China

Exploring highly efficient electrocatalysts and understanding the reaction mechanisms for hydrogen electrocatalysis,including hydrogen oxidation reaction (HOR) and hydrogen evolution reaction (HER) in alkaline media are conducive to the conversion of hydrogen ***,we reported a new strategy to boost the HER/HOR performances of ruthenium (Ru) nanoparticles through nitrogen (n) *** obtained n-Ru/C exhibit remarkable catalytic performance,with normalized HOR exchange current density and mass activity of 0.56 m A/cm^(2)and 0.54 m A/μg,respectively,about 4 and 4.5 times higher than those of Ru/C,and even twofold enhancement compared to commercial Pt/***,at the overpotential of 50 m V,the normalized HER current density of n-Ru/C is 5.5 times higher than that of Ru/*** and density functional theory (DFT) results verify the electronic regulation of Ru after n incorporation,resulting in the optimized hydrogen adsorption Gibbs free energy (ΔG_(H*)) and hence enhancing the HOR/HER performance.

关键词： Hydrogen oxidation reaction Hydrogen evolution reaction Ru n-incorporation DFT

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