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合理設計策略以提高釕（Ru）的本征活性和穩定性，對電解水的實質性發展具有重要意義。基于此，南京師范大學徐林副教授和唐亞文教授、中國林業科學研究院孫康研究員（共同通訊作者）等人報道了一種由均勻的超細Ru納米團簇原位錨定在N-摻雜碳納米纖維的電催化劑（Ru@N-CNFs）。Ru@N-CNFs具有突出的全pH值HER性能，在10 mA cm^-2下具有16和17 mV的低過電位，在酸性和堿性電解質中分別具有31.8和28.5 mV dec^?1的低Tafel斜率，優于最先進的商用Pt/C和Ru/C基準催化劑。

Ru@NC異質結的電荷密度差圖表明，電荷在N摻雜C側積聚，在Ru側耗盡，表明電子從金屬Ru向N摻雜碳載體的自發遷移。H吸附的熱中性吉布斯自由能（ΔG_H*）值接近于0，表明HER具有較高的本征活性H*吸附。ΔG_H*圖表明，Ru@NC異質結的ΔG_H*值為-0.11 eV，明顯小于原始Ru的ΔG_H*值（-0.39 eV）。

DFT計算證明，Ru@NC肖特基異質結顯著地誘導了界面電子態的重新配置，提高電荷轉移效率，降低反應能壘，具有良好的HER性能。

通過實驗結果和DFT計算，Ru@N-CNFs具有較好的HER性能，原因如下：

（1）Mott-Schottky Ru/N-CNFs異質結自發地誘導了異質界面處的電子調節，形成了內部電場，有效地提高了電荷轉移效率和本征活性；

（2）超細Ru納米團簇能夠提高原子利用效率，并提供豐富的有效能量低配位表面原子；

（3）CNFs的相互交織不僅促進了質量擴散和電子傳遞，還擴大了活性物質的暴露和電解質的滲透，極大加快了反應動力學；

（4）將Ru納米團簇原位生長到N-CNFs的電流收集器上，有效防止活性位點發生不良的團聚和分離，保證了良好的力學和電化學穩定性。

Manipulating the Rectifying Contact between Ultrafine Ru Nanoclusters and N-Doped Carbon Nanofibers for High-Efficiency pH-Universal Electrocatalytic Hydrogen Evolution. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202206781.

https://doi.org/10.1002/smll.202206781.

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