新加坡南洋理工大学化学与生物医学学院Xiong-Wen(David)Lou研究组最新研究提出了在多孔氮掺杂碳纳米管(NCNT)中工程化Pt-Co纳米合金,实现高效电催化析氢。这一研究成果近日发表于《德国应用化学》。
据介绍,高效电催化剂是水电解法生产绿色氢的关键。该文提出了一种金属有机骨架辅助热解—置换—重组的方法,将超细Pt-Co合金纳米颗粒(亚10nm)吸附在NCNT的内外壳上。在热重组过程中,Pt-Co纳米合金向两个表面的迁移确保了活性位点的最大暴露,同时保持了对多孔碳基体的良好吸附。
密度泛函理论计算表明,合金诱导的氢中间体吸附自由能接近热力学中性和活性位点多样化,从而大大提高了析氢反应(HER)的本征活性。优化后的Pt3Co@NCNT电催化剂得益于精细的结构设计和成分调制,在酸性和碱性介质中均表现出优异的HER活性和优越的稳定性。



