Nature子刊：纳米片fcc-hcp界面调节中间体吸附以优化HOR活性

亚稳相二维催化剂由于其独特的电子结构和固有的物理性质，在催化反应中具有具巨大的应用潜力。然而，由于金属材料的各向异性及其热力学基态的不稳定性，二维超薄亚稳相金属纳米材料的合成具有很大的挑战性。

基于此，厦门大学黄小青、苏州大学邵琪和中科院物理研究所苏东等报道了一类具有原子厚度的均匀独立亚稳相RhMo纳米片(RhMo NSs)。

具体而言，该催化剂具有独特的核/壳结构，其核为亚稳态的hcp相RhMo合金，外壳为稳定的fcc相RhMo合金。理论计算表明，在RhMo NS中，由亚稳态hcp相向稳定fcc相的局部边缘相转变可以降低生成能以稳定整个构型，从而保护内部亚稳相；对于催化HOR，hcp和fcc相之间的多态界面具有更强的氢结合能，这有助于H₂解离以产生*H。

此外，相对于纯的fcc和hcp相，fcc-hcp界面是一个富含电子的区域，具有较低的d带中心，这有助于氢的吸附和解离，进而提高了催化HOR活性。

通过结合原子厚度和多晶界面，RhMo NSs/C在旋转圆盘电极(RDE)和氢氧化物交换膜燃料电池(HEMFC)中显示出优异的HOR性能。具体而言，RDE中RhMo NSs/C的质量活性和比活性分别为6.96 A mg_Rh⁻¹和3.73 A cm⁻²，分别是Rh/C(0.19 A mg_Rh⁻¹和0.34 A cm⁻²)的36.63倍和10.97倍，商业Pt/C(0.33 A mg_Rh⁻¹和0.53 A cm⁻²)的21.09倍和7.04倍。对于HEMFC，RhMo NSs/C在H₂/O₂和H₂/空气(无CO₂)条件下的峰值功率密度(PPDs)分别为1.52 W cm⁻²和0.85 W cm⁻²，远高于商业Pt/C(分别为1.25 W cm⁻²和0.48 W cm⁻²)。

此外，基于RhMo NSs/C的HEMFC在H₂-空气(无CO₂)条件下，0.5 A cm⁻²恒定电流密度下连续运行30小时后仅发生16%的电压损失。该项工作不仅强调了多晶界面在稳定亚稳相贵金属和增强催化作用方面的重要性，而且为制备超薄二维铑基纳米材料提供了有效的策略。

Atomic-Thick Metastable Phase RhMo Nanosheets for Hydrogen Oxidation Catalysis. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-37406-y

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Nature子刊：纳米片fcc-hcp界面调节中间体吸附以优化HOR活性

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