Ru 纳米颗粒周围的硼/氮捕获和调节电子态，以实现双功能氢生产

大量使用化石燃料引发的严重能源危机和环境污染问题激发了对清洁和可持续能源的追求 [1]。氢气作为能源载体以其清洁、无毒和高效而著称，在从化石燃料向可再生能源的转变中发挥着关键作用 [2]， [3]， [4]。尽管如此，氢气储存和释放的挑战对氢能的进步和利用构成了重大障碍 [5]， [6]。因此，迫切需要制定安全便捷的氢气储存和生产的有效策略。目前，化学储氢材料水解[7]、[8]、[9]和电化学水解离[10]、[11]、[12]等方法已显示出制氢的前景[13]、[14]。化学储氢材料提供高体积氢密度，并确保制氢的高纯度 [15]，[16]。氨硼烷 （AB） 因其氢含量高、无毒、溶解度高和在水中的稳定性而成为理想的化学氢化物 [17]，[18]。AB 水解 （ABH） 由于其环境反应条件和环保的反应介质而成为一种有吸引力的氢释放方法 [19]，[20]。然而，缓慢的反应动力学阻碍了氢的快速和完全释放，因此需要开发高效稳定的催化剂来加快反应过程 [21]，[22]。Ru [23]、[24]、Rh [25]、[26]、Pt [27]、[28] 和 Pd [29]、[30] 等贵金属已被用作通过 ABH 高效制氢的催化剂。在这些金属中，Ru 因其成本效益和与基准金属 Rh 和 Pt 相当的活性而受到更多关注 [31]、[32]、[33]。水电解是环保和可持续制氢的替代技术 [34]。目前，Pt 是析氢反应 （HER） 的基准催化剂，因为它的 ΔG 几乎为零H*用于活化氢吸附，促进快速 HER 过程 [35]。然而，Pt 的高成本和有限的可用性导致碱性介质中的水解离动力学缓慢，阻碍了大规模应用[36]。Ru 作为 Pt 的一种经济高效的替代品，表现出相似的氢键强度和优异的水解离能力，使其成为 Pt 的有前途的替代品 [37]，[38]。鉴于水解离是催化 ABH 中的速率决定步骤，开发可以增强 ABH 和水解离的高效 Ru 催化剂代表了制氢的双重作用 [2]，[34]。

服务对象 ： 四川师范大学
发表时间： 2024 年 10 月 15 日
发表期刊： Journal of Colloid and Interface Science
文章链接： https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.06.058