华中科技大学李箐教授与王谭源副教授课题组综述：用于氢能转换的铂基电催化剂中金属-载体相互作用

发展可持续的电化学氢能转换技术（如燃料电池以及水电解器），是解决环境污染以及化石能源危机的有效手段。目前氢能转化技术的发展受限于电化学反应过程缓慢，往往需要贵金属Pt来降低反应极化，从而减小氢能转换过程中的能量损失。负载型Pt基催化剂在氢能转化技术领域具有重要意义，近年来受到越来越多的关注。虽然在探索惰性载体上的Pt纳米粒子的结构-性能相互作用方面的研究已经取得了长足的进展，但是载体对催化剂催化性能的影响需要重视，Pt纳米粒子与这些载体之间复杂的金属-载体相互作用（MSI）亟待进一步研究。

近日，华中科技大学材料科学与工程学院的李箐教授和王谭源副教授课题组在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“Tuning Metal-Support Interaction of Pt-based Electrocatalysts for Hydrogen Energy Conversion”的综述文章，详细介绍了金属-载体相互作用机制及其在氢能电催化中的最新进展。

本文中，首先介绍了负载型Pt电催化剂的电催化原理。随后，作者将MSI对电催化的影响机制分为四部分：（1）几何效应，即载体对金属颗粒形状和大小产生影响；（2）电子效应，包括载体与金属粒子之间的电荷转移和载体造成金属原子电子结构的改变；（3）协同效应，即载体和粒子作为催化活性双位点，或者载体改变固液界面性质；（4）结构重构，包括经典强金属载体相互作用导致的封装结构，以及反应性金属载体相互作用导致的合金化。作者详细介绍了MSI的性质及其对负载型Pt催化剂电化学性能的影响。同时，指出了利用原位手段来观察催化剂结构的演变和电化学催化过程对加深MSI-电催化活性的构效关系理解是必要的。随着Pt基电催化剂的发展，氢能的转换和利用的成本将进一步降低。

详见：Shenzhou Li, Tanyuan Wang & Qing Li. Tuning Metal-support interaction of Pt-based electrocatalysts for hydrogen energy conversion. Sci. China Chem., 2023, https://doi.org/10.1007/s11426-023-1760-x。

扫描二维码或点击左下角“阅读原文”可查阅全文。

【通讯作者简介】

李箐：华中科技大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，新能源材料与器件中心主任。2005年在武汉大学获得学士学位，2010年在北京大学获得博士学位（导师：邵元华教授）。随后在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和美国布朗大学工作，在2016年来到华中科技大学担任教授。主要从事氢能电催化剂的理性创制和表界面催化反应机制等研究。担任Chinese Chem. Lett.期刊副主编，《电化学》、《催化学报》等期刊编委，中国化学会青年化学工作者委员会委员。

王谭源：华中科技大学材料科学与工程学院副教授。2010年获武汉大学应用化学学士学位，2015年获北京大学博士学位。2017在美国斯坦福大学进行访问研究（导师：戴宏杰教授）。主要研究方向为电化学能源材料与电催化：水的电化学裂解、二氧化碳的电化学还原、燃料电池技术。

【扩展阅读】