Pt/WO₃基双功能氢电催化剂

动态电子态切换

HER/HOR工况下电子态在富电子与缺电子间可逆切换，同时降低析氢与氢氧化反应能垒，实现高效双功能催化。

Yingxue, He · Bofeng, Zhang · 张建华 · 周开岭 · 汪浩

Small 2025

参数信息

HER过电位

56 mV

HOR交换电流密度

5.8 mA cm⁻²

放电容量

169.9 mAh g⁻¹

低温放电容量

80 mAh g⁻¹

HER能垒

0.327 eV

HOR能垒

0.3253 eV

技术优势

双功能能垒同降

HER时氢嵌入WO3使Pt富电子，能垒从0.4391 eV降至0.327 eV；HOR时质子脱出使Pt缺电子，能垒从0.5761 eV降至0.3253 eV，从而同时提升析氢与氢氧化活性。

低温容量保持

作为氢质子电池阳极时，该催化剂在-40°C下仍能提供80 mAh g-1的放电容量，使氢电催化在低温储能场景中具备可行性。

应用场景

• 氢能技术：作为双功能HER/HOR催化剂，可直接用于电解水制氢或氢燃料电池，减少贵金属用量。
• 燃料电池：HOR交换电流密度达5.8 mA cm⁻²，可替代传统阳极催化剂，提升燃料电池氢氧化动力学。
• 电化学储能：作为氢质子电池阳极，实现169.9 mAh g⁻¹容量，并支持-40°C低温工作。