开发全pH条件下的高效电催化剂是迈向可持续氢经济的关键一步。这里，通过热解过程制备了具有 Ru-RuO2莫特-肖特异质结的石墨烯纳米复合材料 (Ru-RuO2@NPC) ，在 pH = 0~ 14 范围内表现出显著的电催化析氧/析氢活性，其性能可与商业 RuO2 和 Pt/C相媲美。Ru-RuO2@NPC复合材料还可用作有效的柔性、可充电锌-空电池阴极催化剂。密度泛函理论计算表明，形成 Ru-RuO2 异质结可有效提高金属 Ru的表面电荷密度，使d态更接近费米能级，从而提高其固有电催化活性。这些结果表明，莫特-肖特基异质结对开发高效率电催化剂具有重要的意义，进而用于各种新能源技术。
 
 
Figure 1. Ru-RuO2@NPC纳米复合材料的合成示意图。
 
 
Figure 2. a, b) Ru-RuO2@NPC的TEM图像和 c) SAED 图。d)高分辨率 TEM 图像。e-1) TEM图像以及相应的元素分布。图a) 的插图是 Ru-RuO2@NPC的核尺寸大小直方图。
 
 
Figure 3．a-c) Ru-RuO2@NPC以及参照样品的同步辐射数据分析。d) Ru 3p XPS光谱比较，以及（e）相应的表面电荷密度。
 
 
Figure 4．不同样品在碱性、酸性以及中性电解液中的a-c) OER 和 e-g) HER极化曲线。d) 在10 mA cm-2 电流密度下比较一系列电催化剂的过电位。
 
 
Figure 5.a）水电解槽示意图。b）在0.1 M KOH电解液中测试的LSV极化曲线。c）产O2和H2的法拉第效率。d）水溶液中锌-空气电池的原理图示意图。e）自制锌空气电池的开路电位和f）放电极化曲线和相应的功率图。g) 柔性固态可充电锌空气电池示意图，以及相应的h）极化和功率密度曲线。i) 充放电电压曲线。
  
       该研究工作由暨南大学Hui Meng课题组于2021年发表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Graphene Composites with Ru-RuO2 Heterostructures: Highly Efficient Mott–Schottky-Type Electrocatalysts for pH-Universal Water Splitting and Flexible Zinc–Air Batteries。  

转自《石墨烯研究》公众号