大工高峻峰AEM：缺陷工程PtSe2中Se空位的优异HER和OER催化性能：从模拟到实验

面对严重的气候变化和巨大的能源需求，有效的催化剂在减少化石燃料消耗方面具有重要作用而越来越重要。其中，水裂解的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是生产清洁可持续能源的可行途径。

基于此，大连理工大学高峻峰教授（通讯作者）等人报道了他们通过PtSe₂中硒（Se）缺陷的原子结构和相关的扫描隧道显微镜图像，系统地研究了缺陷PtSe₂（d-PtSe₂）单层中各种硒（Se）空位的结构、组成和催化性能，并且详细预测了不同条件下空位的平衡分数。

大工高峻峰AEM：缺陷工程PtSe2中Se空位的优异HER和OER催化性能：从模拟到实验

作者指出在PtSe₂中引入Se空位后，它们是相当稳定的。迁移势垒超过3 eV，因此Se空位稳定地位于其位置而不扩散。同时，每个Se空位确实捕获了局部电荷，这有利于催化作用。

考虑到水溶剂化效应，作者从头计算预测Se-1V、2V和3V都非常适合HER催化。最重要的是，作者首次发现Se-2V具有优异的OER催化性能，这在Pt基材料中是罕见的。

作者采用化学气相沉积技术，在773 K温度下对Pt箔进行直接Se化，制备出有缺陷的PtSe₂。通过实验测量发现，使用多晶Pt箔合成的缺陷PtSe₂在HER和OER中都具有优异的性能。

理论和实验结果之间的良好一致性表明，有缺陷的PtSe₂的HER和OER性能比Pt箔更有效，是一种优异的双极催化剂。该研究不仅为寻找良好的催化剂提供了理论和实验协同研究的基础，而且促进了PtSe₂在水分解中的应用。

Excellent HER and OER Catalyzing Performance of Se-Vacancies in Defects-Engineered PtSe₂: From Simulation to Experiment. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202102359.

https://doi.org/10.1002/aenm.202102359.

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