氧空位锚定高分散钌的NiCo2O4@NF催化剂设计及其高效碱性析氢反应（HER）性能研究

本文推荐一种基于氧空位锚定策略的高分散钌（Ru）催化剂（Ru-NiCo2O4/NF），通过强金属-载体相互作用（SMSI）和氧空位协同作用，显著提升碱性析氢反应（HER）活性。该催化剂在10 mA cm?2电流密度下过电位仅12 mV，且可稳定运行50小时，为设计高效、低成本的贵金属基HER催化剂提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过氧空位诱导沉积策略，在尖晶石型NiCo₂O₄载体上锚定高分散钌（Ru），利用氧空位与金属间强相互作用（SMSI）优化电子传输并抑制Ru团聚。Ru-NiCo₂O₄/NF在碱性HER中表现卓越，10 mA cm^?2下过电位低至12 mV，较NiCo₂O₄前驱体降低182 mV，且能在200 mA cm^?2下稳定运行50小时。

Results and discussion

如图1所示，经处理的镍泡沫（NF）表面生长出NiCo₂O₄纳米棒阵列前驱体，通过电化学沉积负载Ru后煅烧形成尖晶石结构。氧空位与Ru的协同作用显著增强H^??吸附能，促进H₂O解离，多价金属中心（Co²⁺/Co³⁺、Ni²⁺/Ni³⁺）的动态协同进一步提升了HER活性。

Conclusion

该工作成功开发出高分散Ru-NiCo₂O₄/NF催化剂，其优异的HER性能归因于氧空位锚定策略和金属-载体电子调控。该合成方法可拓展至其他高分散催化体系，为贵金属原子高效利用提供了普适性方案。