水分解是一种绿色的制氢方法，可用于间歇性能源(如太阳能或风能)的能源储存，以燃料的形式；析氢反应(HER)是水分解中的两个半反应之一，需要催化剂来降低过电位。铂(Pt)基材料被认为在酸性介质中最有效，因为Pt -H键的强度适中，但由于铂的稀缺性，铂的使用引发了与成本相关的问题，故将有效催化HER所需的Pt量降至最低是当务之急。基于此，北京科技大学秦明礼、贾宝瑞和剑桥大学Manish Chhowalla等开发了一种电化学沉积方法以合成三组分异质结构催化剂，其中WO3阵列负载空心PtCu合金纳米球在 Cu泡沫上。与传统的化学合成方法相比，使用的块状Pt而不是盐作为Pt源的电化学沉积最大限度地提高了Pt的利用率，并且不涉及有毒有机溶剂。该催化剂在20和100 mV的过电位下分别实现了1.35和10.86 A mgPt-1的超高Pt质量活性，分别是商业Pt/C催化剂的27倍和13倍，并且优于一些现有的最先进的Pt单原子催化剂。
中空纳米PtCu合金球提高了Pt原子的利用率和反应性，同时在Pt和WO3的界面处发生氢溢出，即氢从强吸附在Pt上的表面扩散到导电金属氧化物WO3，加速H2的解吸，氢溢出触发Volmer-Heyrovsky机制并促进H*从Pt中快速去除以重新暴露活性位点；并且大孔Cu泡沫有利于质量和电子转移。结合弱吸附氢表面和强吸附表面以触发氢溢出的设计可能为开发高活性HER催化剂提供新的原理，故该研究可能有助于指导通过电沉积制备更多合金催化剂。Ultrahigh Pt-Mass-Activity Hydrogen Evolution Catalyst Electrodeposited from Bulk Pt. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202112207
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