Nature Commun：Pt/富勒烯界面显著提高HER催化活性

纳米技术

2023-03-28

碱性电解液膜催化分解水制氢是一种具有前景且价格合理的制氢技术。膜催化分解水技术的关键困难是发展碱性HER电催化材料。

有鉴于此，新加坡国立大学汪磊（Lei Wang）、Sergey M. Kozlov、浙江大学孙文平（Wenping Sun）等报道将Pt簇修饰在二维富勒烯纳米片，显著的提高Pt的碱性HER催化活性，比Pt/C催化剂的性能提高12倍。

本文要点

（1）

富勒烯纳米片具有不同寻常的高晶格间距（~0.8 nm），因此超小的Pt簇（~2 nm）催化剂实现非常强的限域效应，而且在Pt/富勒烯界面上发生显著的电荷再分布。因此，Pt/富勒烯电催化剂的碱性HER性能达到Pt/C催化剂的12倍。

（2）

通过详细的动力学和理论计算研究，说明显著增强的电催化HER活性来自界面Pt的丰富结合特点，形成对碱性HER反应各个基元步骤的活性位点，特别是动力学缓慢的Volmer步骤。此外，将Pt/富勒烯构筑的碱性分解水电解槽实现了74 %的能量效率和优秀的稳定性。

参考文献

Jiayi Chen, Mohammed Aliasgar, Fernando Buendia Zamudio, Tianyu Zhang, Yilin Zhao, Xu Lian, Lan Wen, Haozhou Yang, Wenping Sun, Sergey M. Kozlov, Wei Chen & Lei Wang, Diversity of platinum-sites at platinum/fullerene interface accelerates alkaline hydrogen evolution. Nat Commun 14, 1711 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-37404-0

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37404-0