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王熙/伊丁/曾祥華AEM：高出4倍！調(diào)控Ni-Pt邊緣位點(diǎn)上Ni原子的3d軌道助力高效堿性析氫

在堿性環(huán)境中進(jìn)行水電解是大規(guī)模生產(chǎn)氫氣（H₂）的一條有希望的途徑。因此，設(shè)計(jì)高活性、低成本的電催化劑具有重要意義。

近日，北京交通大學(xué)王熙教授和伊丁副教授、揚(yáng)州大學(xué)曾祥華教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了在鎳鉑（NiPt）合金的邊緣含有大量原子分散的Pt，以促進(jìn)堿性溶液中的析氫。

在邊緣上形成的Ni-Pt原子對(duì)通過減少配位原子的數(shù)量來保持工程電子結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)動(dòng)力學(xué)緩慢的Volmer步驟，并通過提供單獨(dú)的活性位點(diǎn)來進(jìn)一步促進(jìn)氫耦合步驟。

當(dāng)Pt含量為3_at%時(shí)，該催化劑在電流密度為10 mA cm^-2記錄到了6 mV的超低過電位，在30 mV的過電位下提供了68.3 mA cm^-2的電流密度，比商用催化劑20wt% Pt/C催化劑高出了4倍。

通過畸變校正透射電子顯微鏡和quasi-operando X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)量表明，Ni-Pt原子對(duì)作為活性中心，并在反應(yīng)過程中實(shí)現(xiàn)各種中間體（OH*和H*）之間的微妙吸附/解吸平衡析氫反應(yīng)（HER）。

在12 h計(jì)時(shí)電流試驗(yàn)后，制成的合金催化劑顯示出高穩(wěn)定性，活性衰減可忽略不計(jì)，表明其在整個(gè)水分解池中的可行性。

Modulating 3d Orbitals of Ni Atoms on Ni-Pt Edge Sites Enables Highly-Efficient Alkaline Hydrogen Evolution. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101789.

https://doi.org/10.1002/aenm.202101789

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/12/1238d6e831/

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