北航宫勇吉/张瑞丰Appl. Catal. B.: Pt、Ni和P原子协同效应增强PtNiP纳米线电催化HER性能

2023年10月10日下午9:27 • 顶刊解读

铂基催化剂在电化学析氢反应中起到重要作用，为了进一步提高其电催化HER性能和减少Pt的消耗，科研人员通常采取构建纳米结构的Pt催化剂和非贵金属掺杂两种策略。

基于此，北京航空航天大学宫勇吉、张瑞丰等报道了一种PtNiP纳米线(PtNiP NWs)，该催化剂在碱性条件下具有优异的HER性能。

科研人员通过简单的两步水热反应方法成功合成了直径小于5 nm的超细PtNiP NWs。PtNiP NWs在碱性条件下表现出对HER的优异的电催化活，在10 mA cm^-2的电流密度下提供9 mV 的低过电位；在100 mA cm^-2下的过电位为44 mV，Tafel斜率仅为30 mV dec^-1。

另外，由于PtNiP NWs优异的动力学特性，仅在-0.153 V_RHE下能达到500 mA cm^-2的电流密度。

DFT计算表明，Ni原子有利于水分子的吸附，P原子促进OH*的吸附，这可以加速H*向Pt原子的扩散，进而促进H₂的生成。

也正是由于Pt、Ni和P原子的协同作用，显着改善了PtNiP NWs碱性条件下析氢反应的动力学，导致PtNiP NWs在碱性条件下具有优异的HER性能。这项工作对于设计碱性条件下高效稳定的HER催化剂具有指导意义。

Synergistic effect in ultrafine PtNiP nanowires for highly efficient electrochemical hydrogen evolution in alkaline electrolyte. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120754

北航宫勇吉/张瑞丰Appl. Catal. B.: Pt、Ni和P原子协同效应增强PtNiP纳米线电催化HER性能

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