金属边缘限域铂单原子催化剂

碱性析氢质量活性高37倍

铂原子被限域在金属钴相边缘，兼具高暴露比、高稳定性和类金属电子态，可在碱性条件下高效催化析氢。

Zhang, Jianhua · Cai, Jianyu · 周开岭 · 李洪义 · 刘晶冰 · Jin Y. · 汪浩

Applied Catalysis B: Environmental 2024

具体参数

质量活性

{'zh': '5.92', 'en': '5.92'} A mg⁻¹

质量活性提升倍数

{'zh': '37', 'en': '37'}

技术优势

质量活性高

在100 mV过电位下质量活性达5.92 A mg⁻¹，是商业Pt/C的37倍，因为Pt原子在金属Co边缘具有更高的原子暴露比和类金属电子态。

稳定性高

金属边缘限域的Pt原子具有高稳定性，能够实现持久的H*-H₂转化和析氢。

水解离能力强

PtSA-Co与Co/Co(OH)₂界面协同作用，通过分别优先吸附H*和OH*，大幅增强H₂O解离能力。

应用场景

• 碱性电解水制氢：作为高效析氢电催化剂，可直接用于碱性电解槽，降低贵金属用量并提升产氢效率。
• 析氢电催化剂：提供高活性和稳定性的析氢催化位点，可替代商业Pt/C用于碱性介质。
• 单原子催化：通过金属边缘限域策略克服单原子催化剂质量活性低的瓶颈，为设计高性能SAC提供新思路。
• 燃料电池催化剂：在碱性条件下高效催化析氢，有望用于碱性燃料电池的阳极或阴极反应。
• 光催化分解水：具有强水解离能力，可作为光催化分解水体系中析氢助催化剂。