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在堿性電解質(zhì)中，開發(fā)用于析氫反應和氧化反應（HER/HOR）的高效電催化劑，對于實現(xiàn)可再生氫技術至關重要。其中，磷化釕（RuP_x）是替代Pt基電極的有希望的候選者，但是在優(yōu)化中間吸附的電子結構調(diào)節(jié)方面仍然存在巨大挑戰(zhàn)。

基于此，西北工業(yè)大學黃維院士和艾偉教授等人報道了一種由磷酸化控制的相變策略構建的同源RuP@RuP₂核-殼結構，其能夠通過新興的界面功能實現(xiàn)強電子耦合以實現(xiàn)最佳中間體吸附。

在文中，作者首先通過使用三聚氰胺多磷酸鹽（MPP）展示了一種同源核-殼結構，該核-殼結構由富含P的RuP₂殼包圍，而RuP₂殼被很好地分散在功能化碳納米片（RuP@RuP₂/C）上。具有獨特熱行為的MPP可以緩慢而持久地釋放活性磷物質(zhì)以控制磷化反應，從而形成RuP@RuP₂核-殼結構。

密度泛函理論（DFT）計算發(fā)現(xiàn)，通過出現(xiàn)的界面功能，核-殼結構與從RuP核到RuP₂殼的電子轉移呈現(xiàn)出強烈的相互作用，導致接近熱中性的ΔG_H*用于快速氫吸附/解吸動力學。

實驗測試發(fā)現(xiàn)，具有促進電子傳輸和電荷轉移動力學以及優(yōu)化的ΔG_H*的RuP@RuP₂/C電極對HER（η₁₀=11.6 mV，Tafel斜率=27.5 mV dec^-1）和HOR（j₀=2.65 mA cm^-2, j₂₀=2.36 mA cm^-2），優(yōu)于商用基準Pt/C，在堿性介質(zhì)下是報道最好的雙功能氫電催化劑。該工作不僅提供了一種高效且低成本的雙功能氫電催化劑，而且還提供了一種新的合成方案，可以合成同源核-殼納米結構以廣泛應用。

Unlocking Interfacial Electron Transfer of Ruthenium Phosphides by Homologous Core-Shell Design toward Efficient Hydrogen Evolution and Oxidation. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202204624.

https://doi.org/10.1002/adma.202204624.

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黃維/艾偉AM：最佳性能！RuP@RuP2實現(xiàn)高效HER和HOR

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