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打破限制!華中師大「國家高層次青年人才/洪堡學者」團隊,最新Nature子刊!

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研究概述
基于傳統(tǒng)的析氫反應(HER)路徑,單相催化劑中的氫吸附和脫附通常發(fā)生在單個催化位點,難以打破Sabatier原理的限制。
基于此,2024年11月27日,華中師范大學朱成周教授在國際頂級期刊Nature Communications發(fā)表題為《Pd hydride metallene aerogels with lattice hydrogen participation for efficient hydrogen evolution reaction》的研究論文。
在此,研究人員合成了β-Pd氫化物金屬烯(β-PdHene)氣凝膠作為HER催化劑,并報道了一種晶格氫參與的機制,可將吸附和脫附位點分離,這在熱力學上比傳統(tǒng)反應路徑更有利。
原位差分電化學質譜和密度泛函理論(DFT)計算表明,晶格氫作為額外的活性位點直接參與HER過程。
因此,β-PdHene氣凝膠在電流密度為10 mA cm-2時表現出僅20 mV的低過電位以及優(yōu)異的HER穩(wěn)定性,甚至可與商業(yè)Pt/C相媲美。
該工作開辟了一條合理開發(fā)高活性HER催化劑的路徑,繞過了傳統(tǒng)機制下催化劑設計的限制。
圖文解讀
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圖1:β-PdHene氣凝膠的合成與表征
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圖2:電催化HER性能
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圖3:DFT計算
文獻信息
Wang, H., Qin, Y., Wu, Y.?et al.?Pd hydride metallene aerogels with lattice hydrogen participation for efficient hydrogen evolution reaction.?Nat. Commun.?15, 10289 (2024).?

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