通过绿色等离子体制备方法增强硅钨酸修饰的碳黑负载钌催化剂上的氢溢出效应,从而提升电催化氢气释放反应的性能

《Green Chemistry》:Intensifying hydrogen spillover over silicotungstic acid decorated carbon black-supported Ru by green plasma preparation for boosting the electrocatalytic hydrogen evolution reaction

【字体: 时间:2025年10月15日 来源:Green Chemistry 9.2

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  制备了通过绿色射频等离子体处理修饰的Ru/SiW/CB-P催化剂,在1M KOH中实现22mV过电位下的10mA/cm2析氢活性,质量活性为Pt/C的5倍,并保持80小时稳定性。结构表征和原位电化学拉曼证实等离子体处理增强了金属-载体相互作用,促进氢溢流效应加速吸附氢动态迁移。

  

通过合理改性的炭黑载体,有效促进氢原子在Ru催化剂上的扩散对于提升电催化氢演化反应(HER)的性能至关重要。在本研究中,采用绿色射频等离子体方法将超细Ru纳米颗粒嵌入到硅钨酸(SiW)修饰的炭黑(CB)上,制备出了Ru/SiW/CB-P电催化剂。该催化剂在1 M KOH溶液中工作时,仅需22 mV的过电位即可实现10 mA cm?2的电流密度。此外,Ru/SiW/CB-P的电催化活性是基准催化剂Pt/C在100 mV过电位下的5倍,并且在10至30 mA cm?2的电流范围内表现出优异的稳定性(持续80小时)。结构表征和操作电化学拉曼测量结果表明,经过温和且快速的射频等离子体处理后,Ru/SiW/CB-P中保留的SiW增强了金属与载体之间的相互作用,这有助于促进电极与电解质之间的氢键网络的形成,从而加速吸附氢原子的解吸和动态迁移。这项工作为增强氢原子扩散提供了有效途径,对可持续氢能应用具有重要意义。

图形摘要:通过绿色等离子体制备技术增强硅钨酸修饰炭黑载体上Ru催化剂的氢原子扩散效果,以提高电催化氢演化反应的性能
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