​付更涛/唐亚文Small: 乙醇诱导超细IrPdH中的氢插入，促进pH通用析氢

与传统的天然气分解相比，电催化水分解析氢反应(HER)是一种有效的制高纯度氢技术，其具有广泛的反应物、具有竞争力的成本效益和稳定的产量。目前，铂(Pt)基材料仍被视为最理想的HER催化剂，但其大规模引用在很大程度上受到高昂成本和稀缺储量的限制。具有与Pt相似电子结构的钯(Pd)已成为一种有前景的Pt替代品，然而Pd非常不适用于HER(活性比Pt低30倍以上)，因为Pd-H键合强且H解吸困难，从而导致HER性能较差。

基于此，南京师范大学付更涛、唐亚文等提出了将H原位嵌入超细Pd形成超细IrPdH氢化物以激活这种HER惰性材料，从而实现高效稳定催化HER。

研究人员已证明IrPdH ND中的氢原子来源于乙醇中的-OH和-CH₂-；与之前报道的氢化策略不同，这项工作中的乙醇诱导策略不仅确保了氢的插入，而且还保持了超细Pd ND的良好纳米结构。此外，HER被用来揭示IrPdH的结构和组成优势(H/Ir原子的引入和超细树枝状结构)。实验结果表明，在0.5 M H₂SO₄、1 M KOH和1 M PBS溶液中，IrPdH在10 mA cm^-2电流密度下的过电位分别为14、25和60 mV，远低于商业Pt/C和其他具有最低过电势的催化剂。

密度泛函理论(DFT)计算表明，间隙氢原子有效地改善了Pd和Ir位点的电子密度，通过降低催化剂的d带中心有效调节*H的吸附自由能并促进HER过程。更重要的是，当IrPdH在水分解电解槽中作为阳极时，基于IrPdH//RuO₂的电解槽可在1.48 V的低电池电压提供10 mA cm^-2的电流密度；并且该电解槽与太阳能电池的进一步结合可以直接使用太阳能进行具有优异稳定性的自发水分解，证明了IrPdH在经济水电解方面的巨大潜力。

Ethanol-Induced Hydrogen Insertion in Ultrafine IrPdH Boosts pH-Universal Hydrogen Evolution. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202204063