Un nouveau type de nanoréacteur augmente les performances de la réaction électrochimique de dégagement d’hydrogène


Un nouveau type de nanoréacteur augmente les performances de la réaction électrochimique de dégagement d'hydrogène

Le Ru sur de carbone dopé avec des atomes de cobalt individuels a montré une activité catalytique et une stabilité ultra-élevées. Crédit photo: SU Panpan

Une régulation précise des structures électroniques des espèces à activité métallique est extrêmement souhaitable pour l’électrocatalyse. substrats à base de carbone avec une inerte assurent une faible interaction métal-support et ne peuvent donc pas moduler efficacement leurs structures électroniques.

Récemment, un groupe dirigé par le professeur Liu Jian de l’Institut de Dalian pour la physique chimique (DICP) de l’Académie chinoise des sciences, en collaboration avec le professeur Zhou Si de l’Université technique de Dalian et le professeur Liang Ji de l’Université de Tianjin, utilise des atomes à usage unique. pour modifier le substrat de carbone pour améliorer l’interaction entre le substrat et les nanoparticules métalliques supportées. La méthode pourrait ajuster avec précision les structures électroniques des nanoparticules métalliques.

Cette étude a été publiée dans Édition internationale d’Angewandte Chemie le 8 mai.

Les chercheurs ont dispersé des atomes de Co individuels sur le substrat de carbone pour améliorer l’interaction entre le substrat et le nanoréacteur au ruthénium (Ru), ce qui a permis de réguler à distance les états électroniques des nanoparticules de Ru et donc d’ajuster leur activité électrocatalytique.

Ils ont pris la de dégagement d’ (HER) comme modèle de réaction; le nanoréacteur Ru sur support de carbone dopé avec des atomes de cobalt uniques a montré une activité catalytique et une stabilité ultra-élevées.

Des calculs théoriques ont montré que la décoration du graphène contenant de l’oxygène par des atomes de métal individuels induisait une redistribution des électrons à la surface du carbone. Les atomes de carbone entourant les atomes individuels étaient déficients en électrons, ce qui améliorait le transfert d’électrons des nanoparticules de Ru vers le substrat de carbone, optimisant ainsi la capacité de liaison du nanoréacteur Ru et ses performances HER.

« Ce travail réalise la production efficace d’hydrogène vert en utilisant des électrocatalyseurs sans Pt et propose une nouvelle stratégie pour contrôler le comportement catalytique des nanocatalyseurs métalliques sur support de carbone d’une manière plus flexible et non destructive », a déclaré le professeur Liu.


La stratégie des nanoréacteurs crée des catalyseurs bimétalliques supportés de qualité supérieure


Plus d’information:
Panpan Su et coll. Performances électrochimiques HER exceptionnelles avec un transfert d’électrons amélioré entre les nanoparticules de Ru et les atomes individuels dispersés sur un substrat de carbone. Édition internationale d’Angewandte Chemie (2021). DOI: 10.1002 / anie.202103557

Fourni par l’Académie chinoise des sciences

Citation: Un nouveau nanoréacteur augmente les performances de la réaction d’évolution électrochimique de l’hydrogène (2021, 13 mai), consulté le 13 mai 2021 sur https://phys.org/news/2021-05-nanoreactor-boosts-electrochemical-hydrogen-evolution. html

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