背景介绍
在碱性析氢反应（HER）中，铂（Pt）基催化剂的催化活性受限于其较弱的水解离能力，严重阻碍了其在碱性电解水中的应用。为此,调控Pt基催化剂的结构与组分以增强其水解离能力具有极为重要的意义。
研究方法
本文通过在Pt-Co合金和非晶态氧化钴之间原位构筑异质界面，有效调节了Pt的电子结构，增强其水分解能力；同时，界面处的强电子相互作用构筑了高效的水吸附活性位点，使水分解反应的能垒大幅降低，并使Pt的碱性HER性能得到了巨大的提升。基于各类精细结构表征，电化学测试以及DFT计算，该工作得到了充分的探索与证实。
成果简介
本文通过在空气中对Pt-Co进行热处理，并对热处理时间进行精确调控，使得Pt-Co合金表层的Co元素被氧化为非晶态氧化钴并析出至表面，原位构筑Pt-Co/CoOx异质结构。
实验结果表明，Pt-Co/CoOx异质催化剂具有优异的碱性HER性能，在1MKOH电解液中，其10mA·cm?2处的过电位仅为28mV。更为重要的是，在该催化剂可大幅提升其在碱性HER的反应动力学，Tafel斜率仅为29.3mV·dec?1,说明Volmer步不再是反应的决速步。此外，该催化剂还具有超强的稳定性，在24小时的恒电流测试与全循环伏安测试后，其性能无衰减。
根据密度泛函理论，在Pt-Co/CoOx界面处的强电子相互作用下，大量的电子富集于界面Co位点，使该位点具有优异的水吸附与水解离活性，并作为活性位点催化水解离过程，极大地增强了催化剂的水解离能力。此外，Pt-Co/CoOx界面处的强电子相互作用同时也对Pt原子电子结构进行了调节，使其氢吸脱附自由能同样得到了优化。综上所述，Pt-Co/CoOx异质界面的构筑可有效降低碱性HER中水吸附，水解离与氢吸脱附三个主要步骤的能垒，从而促进反应动力学，提升催化活性。该工作为增强Pt催化剂水解离能力，设计高效的Pt基碱性HER催化剂提供了一条切实可行的方法。
作者简介
程年才，福州大学闽江学者特聘教授，博士生导师，本硕博毕业于武汉理工大学，.03-.02于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校从事博士后研究工作，.06-.09于加拿大西安大略大学从事博士后研究工作，年11月加入福州大学。长期从事质子交换膜燃料电池关键材料，电催化制氢，锂-硫电池关键材料，原子层沉积技术在新能源材料中的应用等研究。近年来在Nat.Commun.、Adv.Mater.、EnergyEnviron.Sci.、Nanoenergy、Chem.Eng.J.、Appl.Catal.,B等国际著名期刊发表多篇SCI论文。
文章信息
YandongWang,WeiWu,RunzheChen,CaoxinLin,ShichunMuNiancaiCheng*.ReducedwaterdissociationbarrieronconstructingPt-Co/CoOxinterfaceforalkalinehydrogenevolution.NanoResearch
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