单原子铜调控铂析氢催化剂

碱性大电流稳定

单原子铜作为价电子库动态调控铂的5d价态，优化中间体吸附并加速水解离，显著降低析氢能垒。

Pengfei, Wu · Yuzhuo, Sun · Wenjing, Miao · Zhaoqin, Chu · Jingtian, Hu · 高宇坤 · 殷鹏刚 · 陈文星 · Guo, Lingling · Wang, Degao

Journal of Energy Chemistry 2025

具体参数

析氢能垒降低幅度

{'zh': '57', 'en': '57'} %

AEMWE 运行时长

{'zh': '600', 'en': '600'} h

技术优势

动态调控价态

单原子 Cu 作为价电子库，在工作条件下连续调节 Pt 的 5d 价态，优化反应中间体吸附强度，从而提升本征活性。

水解离更快

单原子 Cu 加速了碱性 HER 的决速步——水解离，而 Pt 促进后续的 *H 耦合，两者协同提高反应速率。

能垒降超一半

PtCu/NC 的析氢能垒比 Pt/NC 低约 57%，意味着在相同电位下反应速率显著提高。

大电流稳定

基于 PtCu/NC 的 AEMWE 在工业级电流密度 500 mA cm⁻² 下连续运行超过 600 小时，满足实际电解需求。

应用场景

• 碱性析氢催化：用于碱性电解水制氢，降低析氢过电位并提升产氢效率。
• 阴离子交换膜电解槽：直接集成到 AEMWE 膜电极，支撑工业级电流密度下长期稳定运行。
• 电催化材料：替代传统铂基催化剂，在大电流下保持高活性和耐久性。
• 大电流电解：满足大电流电解需求，在 500 mA cm⁻² 下稳定运行 600 小时以上。