Ru/P‐TiO2における相エンジニアリングとリンドーピングによる水素発生反応の促進

アルカリ媒体における水素発生反応（HER）のための水の解離と水素脱着の基本ステップの相乗的最適化は挑戦です。本研究では、Ruクラスターを微量のPドープ欠陥TiO2基板（Ru/P-TiO2 ）に固定し、HER用の電極触媒として合成しました。この触媒は、商業用Pt/Cに似た幾何学的活性を示し、-0.05 V vs. RHEで9984.3 mA mgRu -1の優れた質量活性を示しました。この値は、Pt/CおよびRu/TiO2のそれぞれの34.3倍および18.7倍高いものです。実験的及び理論的研究により、ルチル-TiO2結晶相基板を使用することでアナターゼ相よりもHER活性が向上することが示されました。ルチル-TiO2上の豊富な表面酸素空孔は水の吸着と解離を促進し、一方、Ti4+をP5+で部分的に置換することで、Ruサイトから表面Pサイトへの水素のスピルオーバーを促進し、H2生成を強化し、HER活性を相乗的に高めました。