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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

圖1：β-PdHene氣凝膠的合成與表征

圖2：電催化HER性能

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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