广西大学尹诗斌AFM：可稳定工作100 000 (100k)个周期！PtCo@PtSn异质结用于pH通用条件下电催化HER

通过界面工程设计并合成高效的Pt基催化剂对于在pH通用条件下水电解制氢具有重要意义，但要实现此目标仍然有许多难题要解决。

基于此，广西大学尹诗斌团队结合Pt基双金属合金和异质结的优点，设计并制备了一种在pH通用条件下具有良好析氢反应(HER)性能的PtCo@PtSn异质结电催化剂。

研究人员通过引入过渡金属Sn来设计和制备PtCo@PtSn异质结，以此调整Pt的表面电子结构并增强其在pH通用电解质中的HER 性能。密度泛函理论(DFT)计算表明，通过界面工程优化了Pt的表面电子结构，有效提高水解离能力并降低Pt-H键强度以获得合适的ΔG_H*。

与PtCo(-0.174 eV/0.61 eV)和PtSn(0.398 eV/0.65 eV)相比，PtCo@PtSn异质结显示出最低的ΔG_H*/水解离能(0.03 eV/0.49 eV)，这表明PtCo@PtSn异质结有利于进行电催化HER。

在电流密度为-10 mA cm^-2时，PtCo@PtSn在1.0 M KOH溶液(η_-10=25 mV)、1.0 M磷酸盐缓冲盐水(PBS, η_-10=18 mV)和0.5 M H₂SO₄ (η_-10=21 mV)中都表现出较低的HER过电位。

另外，PtCo@PtSn还显示超高稳定性，可以循环工作100 000 (100k)个周期。综上，这项工作为用于在pH通用条件下大规模生产H₂的Pt基催化剂的设计提供了新思路。

PtCo@PtSn Heterojunction with High Stability/Activity for pH-Universal H₂ Evolution. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107597