EES:Pt1/(Co, Ni)(OH)2/C实现高效HER 2023年10月15日 上午12:18 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 11 氢氧化物负载的原子结构,特别是单原子,可积极的调节微环境以提高催化性能,但很少探索单氢氧化物和双氢氧化物之间的电子协同作用。 基于此,香港大学郭正晓院士、朱丽华副教授、中科院福建物质结构研究所柴国良研究员和佛山季华实验室Yang Zhiqing(共同通讯作者)等人报道了一种Pt1/(Co, Ni)(OH)2/C单原子催化剂(SAC),即将Pt单原子(Pt1)稳定并锚定在有缺陷的(Co, Ni)(OH)2表面,并进一步负载在炭黑上。 该催化剂表现出明显优于Pt1/Co(OH)2/C、Pt1/Ni(OH)2/C、Pt1/C和20wt% Pt/C的析氢反应(HER)活性。其中,在0.09 V下,HER表现出几乎为零的起始过电位和优异的电催化质量活性,分别是Pt1/C的29.7倍和商用20wt% Pt/C的115.9倍。在100 mA·cm-2下计时电位测定24 h,循环伏安法测定20000次,衰减可以忽略不计。 在纯Pt(111)上,H2O(*H2O→*H + *OH)的解离速率为0.68 eV,为速率限制步骤。作者同时考虑了(Pt1/(Ni, Co)(OH)2)和没有单个Pt吸附(Co, Ni)(OH)2的缺陷(Co, Ni)(OH)2。H2O在(Co, Ni)(OH)2上的解离向上为0.93 eV,导致HER比在纯Pt(111)上更缓慢。 中间产物*H在(Co, Ni)(OH)2上的吸附太强(-0.32 eV),抑制了H2(*H→*+ 1/2H2)的形成。对于Pt1/(Ni, Co)(OH)2,吸附后的H2O(*H2O)在OH缺陷处分裂为一个*OH,在Pt原子上分裂为一个*H,自由能下降至-0.074 eV,从而实现有效的H2O解离步骤。 电荷密度差,表明(Co, Ni)(OH)2的Pt和O原子之间存在强烈的电荷转移。在Pt1/(Ni, Co)(OH)2中,Pt在纯Pt上的Bader有效电荷为-0.076|e|,而在Pt1/(Ni, Co)(OH)2中,Pt的Bader有效电荷为0.27|e|,表明电子从单个Pt原子转移到(Co, Ni)(OH)2上。 由于*H与Pt原子发生共价相互作用,Pt原子的局部负电荷越多,*H与Pt的成键越强。因此,对比纯Pt和(Co, Ni)(OH)2,Pt1/(Co, Ni)(OH)2在H2O解离和H2形成过程中都表现出更好的HER性能。 Effective electronic tuning of Pt single atoms via heterogeneous atomic coordination of (Co, Ni) (OH)2 for efficient hydrogen evolution. Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2EE02785B. https://doi.org/10.1039/D2EE02785B. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/83c35464b6/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 相关推荐 陈忠伟院士EER: 钠离子电池电极材料表面涂层研究的进展报告 2022年11月13日 郭再萍/柳永宁/陈元振AEM:石墨化樟子松实现超稳定锂硫电池(500圈,99%) 2023年10月14日 韩布兴院士等一周两篇顶刊!连发JACS、Nature子刊! 2023年10月1日 大牛Archer教授Nature子刊: 通过离子-低聚物界面实现快充水系锌电池! 2023年10月14日 胡良兵&王敦伟:碳热震荡法合成高稳定负载型多元合金纳米催化剂 2023年11月13日 西安交大徐友龙团队:阴阳极同时开工!电化学剥层法宏量制备优质石墨烯 2023年11月9日