Podrobno

Engineering Ru@Ir core–shell nanoparticles on titanium oxynitride–graphene support for a highly active and durable pH-universal hydrogen evolution reaction
ID Popović, Aleksandra S. (Avtor), ID Marić, Ivan (Avtor), ID Bele, Marjan (Avtor), ID Rems, Ervin (Avtor), ID Huš, Matej (Avtor), ID Pavko, Luka (Avtor), ID Ruiz-Zepeda, Francisco (Avtor), ID Bijelić, Lazar (Avtor), ID Grgur, Branimir (Avtor), ID Hodnik, Nejc (Avtor), ID Smiljanić, Milutin (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (10,12 MB)
MD5: E9BB73D1FE481CD87099384ADB39C6FA
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c02831 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
The rational design of electrocatalysts with high activity, durability, and low precious metal content is key to advancing hydrogen production via water electrolysis. Here, we present a multifunctional electrocatalyst based on Ru@Ir core−shell nanoparticles anchored on a conductive titanium oxynitride−graphene hybrid support (Ru@Ir/TiO$_x$N$_y$-C), achieving superior performance for the hydrogen evolution reaction (HER) in both acidic and alkaline media. The combination of the core−shell Ru@ Ir architecture and the strong metal−support interaction (MSI) with TiO$_x$N$_y$ optimizes hydrogen and hydroxide adsorption energies, as confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and density functional theory (DFT) calculations. In alkaline media, Ru@Ir/ TiO$_x$N$_y$-C outperforms commercial Pt/C with a remarkably low overpotential of 13 mV at 10 mA cm$^{−2}$ and high mass activity, while in acidic conditions, it rivals Pt/C and surpasses monometallic analogs. The long-term stability of the composite is attributed to the enhanced nanoparticle anchoring and structural integrity provided by the TiO$_x$N$_y$ support. This work shows that combining core−shell nanostructures with engineered conductive supports can effectively replace platinum in HER applications. Such a nanocomposite strategy offers a versatile platform for the development of advanced electrocatalysts across a broad range of energy conversion reactions.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:hydrogen evolution reaction, iridium, ruthenium, core−shell structures, TiO$_x$N$_y$, MSI, DFT, catalysts, evolution reactions, nanoparticles, oxides, transition metals
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:Str. 13444–13457
Številčenje:Vol. 15, iss. 15
PID:20.500.12556/RUL-176557 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:66
ISSN pri članku:2155-5435
DOI:10.1021/acscatal.5c02831 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:244138499 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:03.12.2025
Število ogledov:269
Število prenosov:164
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:ACS catalysis
Skrajšan naslov:ACS catal.
Založnik:American Chemical Society
ISSN:2155-5435
COBISS.SI-ID:518529817 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kemijska tehnologija, reakcija razvoja vodika, HER, nanodelci, elektrokatalizator

Projekti

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0393
Naslov:Napredni materiali za nizkoogljično in trajnostno družbo

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:I0-0003
Naslov:Infrastrukturna dejavnost KI

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4636
Naslov:Temeljno razumevanje reakcije tvorbe vodika za novo generacijo elektrokatalizatorjev na osnovi niklja v alkalni in kloralkalni elektrolizi

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4637
Naslov:4D STEM energijsko učinkovitih materialov do kvantne ravni

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0248
Naslov:Razumevanje vloge dopantov kot ključnega koraka k povečanju učinkovitosti katalizatorjev za tvorbo kisika

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N1-0303
Naslov:Večnivojsko modeliranje plazmonske aktivacije dušika na katalizatorjih AuRu

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-4424
Naslov:Celostni pristop za ohranjanje stenskih poslikav kulturne dediščine

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0152
Naslov:Kemijsko reakcijsko inženirstvo

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:I0-0039
Naslov:Gibanje znanost mladini (IP GZM)

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0423
Naslov:Sodobni akumulatorji kot podpora zelenemu prehodu in elektromobilnosti

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0155
Naslov:Sinteza in pretvorbe večkovinskih nanodelcev za elektrokatalizo

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0385
Naslov:Izvedljivost in uporabnost nosilcev iz prevodne keramike nove generacije za elektrokatalizatorje na osnovi PGM v napravah za pretvorbo energije

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-50055
Naslov:Priprava dvodimenzionalnih (2D) elektrokatalizatorjev na osnovi boridenov za vodne elektrolizatorje z anionsko izmenjalno membrano

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:BI-HR/25-27-013
Naslov:Radiolitska sinteza učinkovitih nanostrukturnih katalizatorjev Ru-M/TiON za vodno elektrolizo

Financer:EC - European Commission
Številka projekta:852208
Naslov:Towards Nanostructured Electrocatalysts with Superior Stability
Akronim:123STABLE

Financer:NATO
Program financ.:Science for Peace and Security
Številka projekta:G6230

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj