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開發用于析氫/氧化反應（HER/HOR）的高性能雙功能電催化劑，對于高效利用氫能具有重要意義。基于此，廈門大學黃小青教授、張橋保教授和韓佳甲助理教授（共同通訊作者）等人報道了一類獨特的Mo改性Ru納米片（Mo-Ru NSAs）催化劑，其中Mo具有金屬Mo原子和MoO₃的獨特構型。

測試發現，Mo-Ru NSAs在1 M KOH中當電流密度為10 mA/cm²時其HER的過電位為16 mV，并具有250 h的持久穩定性。此外，在0.1 M KOH條件下，HOR的催化活性達到2.45 A/mg_Ru，分別是Ru/C和Pt/C的38.9倍和6.4倍，其HOR穩定性也比Ru/C和Pt/C更持久。

密度泛函理論（DFT）計算的進一步結構優化表明，金屬Mo離子嵌入Ru晶格中，而MoO₃吸附在部分氧化的Mo原子上。因此，Ru納米片的表面電子性質和晶格結構發生了顯著改變，從而優化了中間體的吸附和優異的HER/HOR性能。

此外，在MoO₃附近H*和OH*在Mo-Ru NSAs上的吸附強度減弱。更重要的是，Mo-Ru位點能使H₂O自發解離，促進H⁺和OH^–的生成。隨著H*和OH*覆蓋范圍的增加，H*和OH*趨向于向MoO₃遷移，從而進一步優化了H*和OH*的吸附強度。MoRu位點與MoO₃的強耦合使HER和HOR的反應路徑更加有利，促進了其能量上的有利進展。該工作將啟發通過表面和晶格工程構建更先進的雙功能催化劑。

Surface and Lattice Engineered Ruthenium Superstructures towards High-Performance Bifunctional Hydrogen Catalysis. Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2EE02076A.

https://doi.org/10.1039/D2EE02076A.

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廈大EES：Mo-Ru NSAs實現高性能雙功能氫催化

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