Abstrak
Elektrokatalis pemisah air berkinerja tinggi sangat penting untuk produksi hidrogen hijau. Fosfida bimetalik (NiCoP), sebagai kandidat yang menjanjikan untuk elektrolisis air alkali, masih menghadapi tantangan termasuk kinetika reaksi yang lambat dan ketidakstabilan. Di sini, atom tunggal Ru (SA) ditambatkan pada busa Ni berlapis NiCoP seperti kaktus (Ru SAs@NiCoP/NF) sebagai katalis bifungsional yang kuat untuk elektrolisis air alkali. Dispersi atomik Ru melalui koordinasi kaya-P menginduksi redistribusi elektron, mengoptimalkan pusat pita-d dari situs Ni/Co untuk mengurangi hambatan energi untuk disosiasi air dan desorpsi O2 . Untuk reaksi evolusi hidrogen (HER), Ru secara sinergis meningkatkan aktivasi air dan mengoptimalkan proses HER, menghasilkan kelebihan potensial sangat rendah sebesar 8 dan 240 mV pada rapat arus 10 dan 500 mA cm −2 . Untuk reaksi evolusi oksigen (OER), Ru mendorong pelindian fosfor dan rekonstruksi permukaan, menyesuaikan adsorpsi-desorpsi zat antara dalam mekanisme oksigen kisi, mencapai kelebihan potensial 375 mV pada 1,0 A cm −2 . Hebatnya, elektroliser air membran pertukaran anion yang menggunakan katalis bifungsional Ru SAs@NiCoP/NF hanya membawa tegangan sel 1,76 V pada 0,5 A cm −2 pada 80 °C untuk pemisahan air secara keseluruhan dan stabilitas jangka panjang. Pekerjaan ini mengungkap peran penting sinergi pendukung atom tunggal dalam mengoptimalkan struktur elektronik dan meningkatkan kinerja elektrokatalitik untuk katalis elektrolisis air dengan kepadatan arus tinggi.