王春栋/王昕ACS Catalysis：富钌金属-有机框架催化剂激活水合肼辅助自供能制氢

主要观点总结

本文介绍了一种利用自我牺牲模板策略制备高Ru负载的NiRu-ABDC催化剂的方法，该催化剂在电流密度为10 mA cm-2时，HER和HzOR的电位分别降低到-28 mV和-83 mV。此外，该催化剂成功应用于自供能制氢系统，产氢率达到14.3 mol h-1 m-2，对水合肼废水也有优异的降解效果。DFT计算揭示了Ru节点作为活性位点的关键作用。作者王春栋教授介绍了其课题组的研究成果和背景。

关键观点总结

关键观点1: 自我牺牲模板策略制备NiRu-ABDC催化剂

使用Ru-Ni (OH) 2作为模板，成功制备了富Ru的NiRu-ABDC催化剂。这种催化剂具有优异的HER和HzOR性能，其Ru负载量高达5.41 wt%，远高于传统溶剂热法制备的H-NiRu-ABDC（0.86 wt%）。

关键观点2: NiRu-ABDC催化剂的高性能表现

在电流密度为10 mA cm-2时，NiRu-ABDC催化剂的HER和HzOR电位表现出优异的性能。此外，该催化剂还成功应用于自供能制氢系统，实现了高的产氢率和优异的废水降解效果。

关键观点3: DFT计算揭示Ru节点的关键作用

DFT计算表明，Ru位点作为活性位点，加速了催化剂对中间产物的吸附和脱氢，从而使Ni-ABDC具有先进的自供能产氢性能。

关键观点4: 作者介绍及背景

王春栋教授是香港城市大学优秀博士论文奖获得者，主要研究方向为氢能与燃料电池、小分子氧化机制、单原子纳米酶等。课题组在相关领域取得了丰硕的研究成果。

文章预览

第一作者：许雪飞，陈効谦，李林峰 通讯作者：王春栋教授，王昕教授 通讯单位：华中科技大学，香港城市大学 论文DOI：10.1021/acscatal.4c03722 全文速览 构建直接 肼 燃料电池（DHzFC）驱动的整体肼分解（OHzS）系统是实现理论上零电力制氢的一个概念性构想，但仍是一个艰巨的挑战。本文通过牺牲模板策略制备了一种二维富Ru金属-有机骨架催化剂（NiRu-ABDC）。实验和密度泛函数理论（DFT）计算结果表明，Ru 作为析氢反应（HER）和联氨氧化反应（HzOR）的活性位点，使得 NiRu-ABDC 具有优异的 OHzS 性能。DFT 结果进一步表明，Ru 的加入促进了 Ni-ABDC 框架中的电子定位，增强了 M-O 键，使NiRu-ABDC电解槽稳定工作超过100小时。此外，构建了一种自供能制氢系统，其中双电极电解槽（NiRu-ABDC||NiRu-ABDC）在 DHzFC （NiRu-ABDC‖ Pt net）的驱动下以 14.3mol –1 h –2 的速率制 ………………………………