近日,，佛山仙湖實驗室、四川大學(xué),、中國科學(xué)院高能物理研究所共同在國際頂級期刊《ACS Energy Lett.》上發(fā)表學(xué)術(shù)論文,，論文題目為“Efficient Hydrogen Evolution Promoted by Short Pathway-Hydrogen Spillover Over P?Doped Pt3Co”,。實驗室李琪研究員為通訊作者，李成飛助理研究員為第一作者,。論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c02021,。
盡管Pt基電催化劑在低電流密度下具有優(yōu)異的酸性析氫反應(yīng)的電催化活性，但高電流密度下依然具有較高的過電位導(dǎo)致其低效率,，這主要歸因于高電流密度下質(zhì)子不能及時充分地傳遞至催化劑表面暴露的活性位點，導(dǎo)致低產(chǎn)氫效率,。因此開發(fā)高電流密度下高效率的Pt基催化劑,，對提升實際工況下析氫反應(yīng)效率至關(guān)重要，也是目前質(zhì)子交換膜電解槽工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重點研發(fā)方向,。
能源材料研究與測試中心李琪研究員聯(lián)合綠氫綠氨研發(fā)中心李成飛助理研究員等人提出了短路徑,、低界面能壘的氫溢流路徑策略，構(gòu)筑了P摻雜Pt3Co負(fù)載在N摻雜碳上的復(fù)合電催化劑（P-Pt3Co/NC）,。原子水平摻雜的P作為質(zhì)子富集位點,，并在氫析出過程中促使質(zhì)子快速的轉(zhuǎn)移至鄰近高本征活性的Pt位點，從而獲得了高電流密度下低過電位的析氫反應(yīng),。同時,，該策略緩解了傳統(tǒng)金屬-負(fù)載復(fù)合電催化劑涉及的長路徑、高界面能壘的氫溢流問題,。本工作通過原位電化學(xué),、原位拉曼表征及理論計算證明了P具有較強(qiáng)的氫吸附能力，在HER過程中,，因其較低的氫溢流界面能壘,，被吸附的氫快速的從P位點轉(zhuǎn)移至鄰近的Pt位點，從而更充分地向表面暴露活性位點提供質(zhì)子,。另外P同時調(diào)控活性位點Pt的電子結(jié)構(gòu)使其具有更合適的氫結(jié)合能,，促進(jìn)了氫組合和氫氣脫附。因此,，P-Pt3Co/NC在1.5 A/cm2的電流密度下過電位僅有219 mV,。該工作為設(shè)計及制備高電流密度下的析氫電催化劑提供了一種新的策略。
