강하게 결합된 Ru@Mn3O4 이종구조에서 활성화된 하이드록실 스필오버로 알칼리성 수소 진화 촉진

알칼리성 수소 진화 반응(HER)은 실제 수소 생산에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 뛰어난 수분 분해 능력과 용이한 OH* 탈착의 장점을 가진 우수한 촉매를 구축하는 것은 여전히 필수적이며 알칼리성 HER에 대해 도전적입니다. 여기에서 Ru 클러스터가 Ru─O─Mn 결합을 통해 Mn3O4에 장식된 강한 결합 이종구조에서 우수한 수분 분해 과정, 용이한 OH* 탈착 및 최적화된 H 흡착이 구현됩니다. 고산소 친화적인 Mn3O4는 수분 분해를 촉진하고, 생성된 이종계면은 하이드록실 스필오버 효과를 통해 OH*를 효율적으로 탈착하고 H 흡착을 최적화할 수 있습니다. 결과적으로, Ru@Mn3O4는 10 mA cm-2에서 17 mV의 낮은 오버포텐셜과 30 mV dec-1의 Tafel 기울기로 뛰어난 HER 성능을 나타내며, 최근 보고된 Ru 기반 촉매 및 상용 Pt/C를 초월합니다. 더 중요한 것은, Ru@Mn3O4의 질량 활동성(MA)과 전환 빈도(TOF)가 1.0 M KOH에서 100 mV에서 각각 약 11배 및 8배 증가한다는 것입니다. 이 연구는 하이드록실 스필오버 효과를 통해 고성능 HER 촉매를 설계하고 촉매 성능을 향상시키기 위한 새로운 전략을 제공하며, HER 메커니즘을 이해하는 데 빛을 비춥니다.