Dバンド中心がシフトしたサブナノメトリックRuクラスターがアルカリ水素発生反応の性能を向上させる

要旨 サブナノメトリック金属クラスターは通常、特有の電子構造を持ち、単一原子（SA）やより大きなナノ粒子（NP）とは異なる電気触媒性能を示す可能性があります。しかし、クラスターの電気触媒性能、特にサブナノスケールでのサイズと活性の関係は主に未探索です。ここでは、単一原子からサブナノメトリッククラスター、さらにはより大きなナノ粒子に至るRuナノクリスタルの一連の合成を行い、アルカリ媒体における水素発生のサイズ依存性を調査します。Ruのdバンド中心は直径の増加に伴いほぼ線形的にダウンシフトし、フェルミレベルに近いdバンド中心を持つサブナノメトリックRuクラスターは、SAおよびより大きなナノ粒子に比べて水の解離能力が強く、優れた水素発生活性を示します。高い金属利用と強い水の解離能力の恩恵を受けて、Ruクラスターは100 mVの過電圧で43.3 s −1の超高い回転頻度を示し、商業的なPt/Cの36.1倍に達します。