华中科技大学李芳芳团队Nat. Commun.: 富勒烯C60表面单原子Pt加速碱性析氢

2024年3月21日上午10:33 • 计算 • 阅读 19

2023年4月28日，Nat. Commun.在线发表了华中科技大学李芳芳教授课题组及其合作者的研究论文，题目为《Single-atomic platinum on fullerene C₆₀ surfaces for accelerated alkaline hydrogen evolution》。

电催化析氢反应（HER）是目前研究最多、最有前途的氢燃料生产工艺之一。单原子催化剂已显示出超高的HER催化活性，但苛刻的制备条件和低的单原子负载量阻碍了它们的实际应用。此外，促进析氢反应动力学，特别是在碱性电解质中，仍然是一个重要的挑战。在此研究中，作者通过室温合成策略实现了具有高负载量、高分散性的单原子Pt锚定在C₆₀上的Pt/C₆₀催化剂。Pt/C₆₀-2表现出高HER催化性能，在10 mA cm⁻²下具有25 mV的低过电势(η₁₀)。密度泛函理论（DFT）计算表明，Pt/C₆₀-2中的Pt-C₆₀聚合物结构有利于水的吸附，并且由两个相邻C₆₀弯曲表面引起的Pt键合区域周围的壳层状电荷重分布有利于氢的脱附，从而有利于析氢的快速反应动力学。