AM：PtZn合金的局部无序实现超快氢溢流增强HER
学术
2024-12-01 22:23
上海
有序的金属间PtZn展示了HER电催化前景，但是PtZn有序金属间材料面临着由于Zn对H的排斥效应导致催化活性增强面临挑战。有鉴于此，北京理工大学周家东教授、南京晓庄学院胡应杰、太原理工大学桑胜波教授、王美玲副教授等报道通过限域在掺氮多孔碳内部的有序金属间PtZn通过限域高温热解产生的局部无序结构，显著改善HER电催化性能。要点1. 实验和理论计算研究的结果表明局部Pt替代Zn原子产生超短的氢溢流通道（Pt→Pt-Zn→Zn），因此实现氢原子从Pt位点向Zn位点的超快速转移。要点2. 因此I-PtZn@NPC具有增强的本征催化活性，实现超低过电势（η10=2.3 mV, η100=24 mV），性能超过商业Pt碳。在面积为25 cm2的商业质子交换膜电解槽中装备I-PtZn@NPC催化剂能够在1 A cm-2电流密度下实现1.60 Vcell，且稳定时间达到200 h。这种局部Zn无序结构增强PtZn有序金属间催化剂性能的设计策略，为理性设计Zn基合金HER电催化提供帮助。Meiling Wang, Zhengju Shi, Wenwen Shi, Jingyun Jiang, Jianhong Lan, Ruizhen Li, Yuanyuan Yan, Zhenyu Liu, Longyi Fu, Xuguang Liu, Shengbo Sang, Yingjie Hu, Jiadong Zhou, Ultrafast H‐Spillover in Intermetallic PtZn Induced by the Local Disorder for Excellent Electrocatalytic Hydrogen Evolution Performance, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202409575https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202409575
