開發具有強金屬-載體相互作用（strong metal-support interaction, SMSI）的高性能鉑（Pt）基催化劑對于在高電流密度條件下通過水電解制氫具有重要意義，但仍然具有挑戰性。
基于此，青島科技大學王磊教授和賴建平教授等人報道了一種具有SMSI的催化劑Pt/X-NCNT（X=4, 8, 12, 16），并首次證明了兩種N官能團和Pt在堿性介質中促進析氫反應（HER）的協同作用。
此外，作者還研究了兩種N官能團（吡咯-N和吡啶-N）的含量對催化劑析氫性能的影響。對比現有的Pt基催化劑，具有最佳吡啶-N和吡咯-N比例的Pt/8-NCNT顯示出優異的HER性能。Pt/8-NCNT僅需要17、107和153 mV的過電位即可以達到10、500和1000 mA cm-2的電流密度，并且在電流密度為500 mA cm-2下進行測試100 h電流時間后表現出低過電位和優異的穩定性。
通過H3PO4阻斷測試和原位電化學傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）測試表明，在HER期間，吡啶-N和Pt的協同作用可以促進水對Pt的吸附，而吡咯-N與Pt可以有效促進*H2O的解離。
密度泛函理論（DFT）計算進一步證明了吡啶-N和吡咯-N在調節一些重要反應中間體（H2O*、OH*、H*）的Gibbs自由能（ΔG）方面的作用。H2O*的快速吸附和OH*的解吸提供了足夠的H*，加速了反應的動力學。該工作展示了吡咯-N和吡啶-N在反應中的作用，并為設計用于各種電化學和催化應用的先進SMSI電催化劑提供了新思路。
The Synergistic Effect of Pyrrolic-N and Pyridinic-N with Pt Under Strong Metal-Support Interaction to Achieve High-Performance Alkaline Hydrogen Evolution. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1002/aenm.202200110.
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