硼嵌入Pt单原子/Pd纳米颗粒催化剂

原子级氢溢流通道

单原子与纳米颗粒的电荷均衡构型消除界面质子捕获，实现超快氢溢流，从而突破Sabatier原理对析氢活性的限制。

Chen, Runzhe · Zichen, Wang · Qiang, Lin · Zhu, Yu · Haoran, Jiang · 杨杰 · 张诚 · Tan, Yangyang · Zhirang, Liu · Jiang, Tao · 程年才

Applied Catalysis B: Environmental 2026

具体参数

过电位

{'zh': '10', 'en': '10'} mV

Tafel斜率

{'zh': '10.3', 'en': '10.3'} mV dec⁻¹

技术优势

界面质子不堵车

B嵌入Pd和Pt单原子化协同降低了界面费米能级差，实现电荷均衡，从而缓解了氢溢流过程中的界面质子捕获。

溢流通道缩短至原子尺度

单原子/纳米颗粒构型提供了原子级迁移路径，降低了氢中间体的迁移能垒，加速了整体溢流。

活性超越Sabatier极限

通过超快氢溢流，该催化剂在保持适中氢吸附能的同时，实现了超高HER活性，打破了Sabatier原理的权衡关系。

应用场景

• 电解水制氢：用于PEM电解槽阴极，替代高载量Pt/C，以极低过电位高效产氢。
• 酸性析氢电催化剂：在酸性介质中实现10 mV过电位，突破传统电催化剂活性极限。
• 燃料电池催化剂：利用氢溢流机制提升燃料电池阳极氢氧化/析氢反应速率。
• 单原子催化设计：提供单原子/纳米颗粒协同实现界面电荷均衡和原子级溢流通道的设计策略。