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電化學水分解，是使用電催化劑產生氫燃料的有效途徑。單原子催化劑的合理設計對于高效的可持續能源轉換至關重要。憑借適當的配位環境、單原子與載體的密切相互作用以及量子尺寸效應，其已經引起了研究人員廣泛的興趣。

大連理工大學侯軍剛團隊報道了一種簡單且可擴展的電催化合成策略，用于穩定有缺陷的NiFe LDH上的大量單原子Ru位點(Ru₁/D-NiFe LDH)，可高效電催化全分解水。

密度泛函理論(DFT)計算結果表明，在HER過程中，Ru₁/D-NiFe LDH優化了H吸附能，同時由于Ru-O的存在促進了O-O耦合。另外，豐富的活性中心加速了水分解的動力學，從而提高了催化劑固有的HER和OER活性。

雖然Ru和NiFe-LDH具有高的電催化OER活性，但是合成的Ru₁/D-NiFe LDH催化劑具有出色的電催化HER性能，電流密度為10 mA cm^-2時的過電位低至18 mV，在100 mV過電位下的周轉頻率為7.66 s^-1(是商用Pt/C催化劑的45倍)。

由Ru₁/D-NiFe LDH組裝的雙電極電池在1.72 V的低電池電壓下，在堿性介質中的電流密度達到500 mA cm^-2。

Engineering single-atomic ruthenium catalytic sites on defective nickel-iron layered double hydroxide for overall water splitting. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24828-9

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侯軍剛Nature子刊：缺陷NiFe LDH上單原子Ru位點用于電催化全分解水

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