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Nat. Commun.: 無溶劑微波合成具有強相互作用的超小Ru-Mo2C@CNT用于工業析氫

探索一種簡單、快速、無溶劑的合成方法，用于大規模制備廉價、高活性的工業析氫反應電催化劑是目前最有前景的研究領域之一。

青島科技大學王磊教授和賴建平教授團隊發展了一種微波熱解方法合成超小（3.5 nm）Ru-Mo₂C@CNT催化劑，該催化劑在10 mA cm^-2的電流密度下過電勢只有15 mV，在56 mV和78 mV的過電勢下電流密度可達到500 mA cm^-2和1000 mA cm^-2，并且可穩定運行1000 h。

作者使用酸化的多壁碳納米管用作載體、在自制微波爐中高溫反應100 s制得了Ru-Mo₂C@CNT催化劑，平均粒徑為3.5 nm的Ru-Mo₂C納米粒子均勻錨定在CNT上，Ru和Mo₂C間存在明顯的相互作用。

圖1.?Ru-Mo₂C@CNT催化劑結構表征

Ru-Mo₂C@CNT催化劑在15 mV的過電勢下電流密度就達到了10 mA cm^-2，對比之下商業Pt/C催化劑過電勢為33 mV，其他結果表明該催化劑相比商業Pt/C具有更好的催化性能。

圖2. 電化學HER性能測試

將材料制備放大200倍得到了1.6044 g Ru-Mo₂C@CNT催化劑，將該催化劑用于大規模工業產氫，當載量為0.95 mg cm^-2時，電流密度達到500 mA cm^-2和1000 mA cm^-2時過電勢分別只有56 mV和78 mV，電子轉化的效率接近100%，并且具有很好的穩定性。

圖3. 催化劑大規模制備用于HER反應

Solvent-Free Microwave Synthesis of Ultra-Small Ru-Mo₂C@CNT with Strong Metal-Support Interaction for Industrial Hydrogen Evolution. Nat. Commun. 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24322-2.

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