SCMs|锚定在W18O49纳米线上高度分散的Pt催化剂促进酸性溶液中高效稳定的析氢反应

铂（Pt）基材料是酸性电解质中析氢反应活性最高、稳定性最强的电催化剂，但是它的低丰度以及昂贵的价格限制了其在质子交换膜电解水（PEMWE）技术中的应用。因此，最小化Pt的使用量并且保持其高活性成为研究热点。

近日，华东理工大学杨化桂教授和石河子大学郭旭虹教授等人在Science China Materials发表研究论文，利用低温抑制成核反应冷冻干燥合成法，促使Pt组分高度分散地锚定在富含缺陷的W₁₈O₄₉纳米线上（Pt-W₁₈O₄₉），进而实现了酸性电解质中高效稳定的析氢过程。

本文要点：

1) 第一性原理计算证明了Pt组分与W₁₈O₄₉载体之间的强电荷相互作用可以提升析氢性能。

2) Pt-W₁₈O₄₉催化剂中Pt用量仅为商业化20 wt% Pt/C催化剂的1/10，该催化剂在0.5 mol L^-1 H₂SO₄电解质中达到100和1000 mA cm^-2电流密度时的过电位分别为116和743 mV，超过了商业化的Pt/C催化剂。

3) 该催化剂可以在500 mA cm^-2的高电流密度条件下持续析氢超过38 h，没有明显的性能衰减。

本工作为PEMWE技术的实际应用中降低Pt用量却保持高活性开创了新的研究思路。

文章信息

Li W. X., Liu Z. Y., Yang S. C., et al. Highly dispersed Pt species anchored on W₁₈O₄₉ nanowires mediate efficient and durable hydrogen evolution in acidic water. Sci. China Mater. (2022).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2258-3

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