Ultrafine ruthenium nanokrystaller som et alternativ til platin til en pH-universel hydrogenudviklingsreaktion

I øjeblikket er elektrokatalytisk vandspaltning en af ​​de mest billige, rene, pålidelige, støjsvage og overkommelige industrielle effektive brinter (H₂ ) produktionsteknologier. Imidlertid er de mest effektive platin (Pt) baserede katalysatorer til hydrogenudviklingsreaktionen (HER) underlagt høje priser og utilfredsstillende stabilitet. Derfor er der et presserende behov for HER-elektrokatalysatorer med høj effektivitet og høj stabilitet for at erstatte Pt-baserede elektrokatalysatorer.

Med fuld hensyntagen til den lovende aktivitet, robusthed og rimelige pris af ruthenium og det høje overfladeareal og fremragende ledningsevne af grafen-baserede avancerede bærere, kan Ru-carbon nanokompositter være en mulig mulighed for HER. Det er dog stadig en udfordring at forbedre den katalytiske ydeevne af Ru-carbon nanokompositter.

For nylig designet et forskerhold ledet af prof. Yu Chen fra Shaanxi Normal University, Kina en højkvalitets N-doteret grafen aerogel, der understøtter Ru nanokrystal (Ru-NCs/N-GA) nanokompositter. Reaktionsforløberne for grafenoxid (GO) og ruthenium(III)-polyallylamin (Ru ^III -PAA) kompleks ensartet forankret i en grafen aerogel tjener som N-kilden og Ru-kilden.

Den ensartede adsorption af Ru ^III -PAA-kompleks kan føre til den homogene spredning og ultrafine størrelse af Ru-nanokrystaller på grafen-aerogelen under højtemperaturbehandling. Ru-NCs/N-GA med en porøs struktur og lavt Ru-indhold (10 w.t.%) udviser en sammenlignelig HER-aktivitet med 20 w.t.% Pt/C i både alkaliske og sure medier.

Samlet set er økonomisk gennemførlige Ru-NC'er/N-GA nanokompositter med 10 vægt% Ru meget lovende erstatninger for kommerciel Pt/C elektrokatalysator for HER. Resultaterne blev offentliggjort i Chinese Journal of Catalysis . + Udforsk yderligere

Oppumpning af energilager med metaloxider