南大刘建国Appl. Catal. B.: 创纪录的高析氢反应活性!Pt1/Co1NC用于电催化HER

南大刘建国Appl. Catal. B.: 创纪录的高析氢反应活性!Pt1/Co1NC用于电催化HER
单原子催化剂(SAC)可以实现贵金属原子的全部利用,以提高水分解的经济性。然而,SAC 中通常存在活性位点不足的问题。
因此,南京大学刘建国团队使用富含缺陷的多孔Co1NC作为载体,在室温下通过温和的电化学还原制备Pt1/Co1NC。该催化剂具有优异的HER活性。
南大刘建国Appl. Catal. B.: 创纪录的高析氢反应活性!Pt1/Co1NC用于电催化HER
南大刘建国Appl. Catal. B.: 创纪录的高析氢反应活性!Pt1/Co1NC用于电催化HER
钴掺杂沸石咪唑骨架(ZIF-8)衍生的多孔碳,具有丰富的缺陷,能够作为吸附Pt前驱体。在室温下进行温和的电化学还原后,得到了Pt和Co原子分散的Pt1/Co1NC。该催化剂在0.5 M H2SO4中,在10 mA cm-2的电流密度下显示出4.15 mV的极低HER过电位。
另外,其质量活度达到32.4 A mg-1Pt,过电位为20 mV时的TOF为32.86 s-1,并显示出优异的稳定性(5000 次循环后,过电位仅降低0.54 mV)。
南大刘建国Appl. Catal. B.: 创纪录的高析氢反应活性!Pt1/Co1NC用于电催化HER
表征结果和DFT计算表明, Pt物种可以牢固地锚定在富含缺陷的碳载体Co1NC上形成原子分散的Pt-N/C位点,而不是聚集体。
原子水平上催化位点的差异导致催化性能的最终差异,通过缺陷锚定策略形成的原子分散的Pt-N/C位点的独特结构最终导致其与传统Pt/C催化剂相比显着提高了HER性能。该项工作为降低氢能成本提供了技术突破。
Highly Active Atomically Dispersed Platinum-based Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction Achieved by Defect Anchoring Strategy. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120830

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