Atualmente, a separação eletrocatalítica de água é uma das soluções de hidrogênio eficientes de nível industrial mais baratas, limpas, confiáveis, silenciosas e acessíveis (H₂ ) tecnologias de produção. No entanto, os catalisadores à base de platina (Pt) mais eficazes para a reação de evolução de hidrogênio (HER) estão sujeitos a alto preço e estabilidade insatisfatória. Portanto, eletrocatalisadores HER de baixo custo, alta eficiência e alta estabilidade são urgentemente necessários para substituir os eletrocatalisadores baseados em Pt.
Levando em conta a atividade promissora, a robustez e o preço razoável do rutênio e a alta área de superfície e excelente condutividade dos transportadores avançados baseados em grafeno, os nanocompósitos de Ru-carbono podem ser uma opção viável para HER. No entanto, ainda é um desafio melhorar ainda mais o desempenho catalítico de nanocompósitos de Ru-carbono.

Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Yu Chen da Shaanxi Normal University, na China, projetou um aerogel de grafeno dopado com N de alta qualidade que suporta nanocompósitos de nanocristais de Ru (Ru-NCs/N-GA). Os precursores da reação de óxido de grafeno (GO) e rutênio(III)-polialilamina (Ru ^III -PAA) uniformemente ancorado em um aerogel de grafeno serve como fonte de N e fonte de Ru.

A adsorção uniforme do Ru ^III O complexo -PAA pode levar à dispersão homogênea e tamanho ultrafino de nanocristais de Ru no aerogel de grafeno sob processamento em alta temperatura. Ru-NCs/N-GA com uma estrutura porosa e baixo teor de Ru (10% em peso) exibe uma atividade de HER comparável com 20% em peso de Pt/C em meios alcalinos e ácidos.

No geral, os nanocompósitos de Ru-NCs/N-GA economicamente viáveis ​​com 10% em peso de Ru são substitutos altamente promissores para o eletrocatalisador comercial de Pt/C para HER. Os resultados foram publicados no Chinese Journal of Catalysis . + Explorar mais

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