武汉理工大学木士春团队ACB: RuTe2异相同质结诱导的内置电场加快析氢反应动力学

本研究通过密度泛函理论（DFT）计算预测，采用温度调控的熔盐辅助合成策略，成功构建了由正交相和立方相RuTe2组成的异相同质结催化剂（m-RuTe2）。理论研究表明，该异相同质结构通过电荷平衡效应、优化的Ru-Te轨道杂化程度及氢吸附能，显著提升了析氢反应（HER）活性。在碱性条件下，m-RuTe2在10 mA cm-2电流密度下仅需35 mV的过电位，性能优于单相RuTe2和商业Pt催化剂。此外，Ru-Te结构单元之间的强烈电子耦合作用有效抑制了Ru活性中心的溶解，表现出优异的长期稳定性。背景方面，氢气因其高能量密度和绿色环保特性被视为可持续能源，而异相同质结构催化剂因其单一化学组成和内置电场效应展现出显著优势。研究目的为探索异相同质结构在提升催化性能方面的作用，结论表明m-RuTe2异相同质结催化剂在活性和稳定性方面具有显著优势，为其他催化体系的材料设计提供了新思路。