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क्षारीय जल इलेक्ट्रोलाइसिस के लिए प्रभावी इलेक्ट्रोकैटलिस्ट विकसित करना क्षारीय हाइड्रोजन उत्पादन में महत्वपूर्ण प्रगति के लिए केंद्रीय है। यहां, एक Ni5 P4 इलेक्ट्रोकैटलिस्ट जो एकल-आणविक Ru (Ni5 P4 -Ru) को शामिल करता है, निकल हाइड्रॉक्साइड के धातु रिक्त स्थानों में Ru3+ प्रजातियों को भरने और उसके बाद फास्फोराइजेशन उपचार के माध्यम से संश्लेषित किया गया है। इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक резोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्स-रे आधारित माप और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मता अवलोकन निकल-रिक्तता दोष और Ru कैटियन के बीच मजबूत इंटरैक्शन की पुष्टि करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्राप्त Ni5 P4 -Ru में 3.83 वेट% से अधिक एकल-आणविक Ru का समावेश होता है। Ni5 P4 -Ru एक क्षारीय हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया उत्प्रेरक के रूप में 10 mA cm-2 की करंट घनता पर 17 mV का कम प्रारंभिक पोटेंशियल और 54 mV का अधिक पोटेंशियल हासिल करता है, इसके साथ 52.0 mV दशक-1 का छोटा टाफेल ढलान और लंबे समय तक स्थिरता भी प्राप्त करता है। आगे की स्पेक्ट्रोस्की विश्लेषण और घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणनाएं दिखाती हैं कि डोप किए गए Ru स्थल स्थानीयकृत संरचना ध्रुवीकरण का कारण बन सकते हैं, जो Ru स्थल पर पानी के विघटन के लिए कम ऊर्जा बाधा लाता है और अंतःस्थलीय स्थल पर हाइड्रोजन अवशोषण मुक्त ऊर्जा का संगठित रूप से अनुकूलन करता है, जो प्रयोगात्मक रिएक्टिविटी को अच्छी तरह से समझाता है।
हे एट अल। (सोम,) ने इस प्रश्न का अध्ययन किया।