碱性介质中的析氢反应(HER)迫切需要同时具有出色活性,灵活的无支撑能力和低成本的电催化剂。近日,北京科技大学Zhaoping Lu,Xiongjun Liu,香港理工大学K. C. Chan等报道了一种通过脱合金金属玻璃(MG)制成的蜂窝状纳米多孔/玻璃状夹心结构。该无支撑杂化材料具有出色的HER性能,在碱性介质中,达到在10 mA cm-2的电流密度,过电势仅37 mV,Tafel斜率为30 mV dec-1,优于商用Pt/C。作者通过将3at%的Pt合金化成MG前体,在脱合金的MG表面上形成了蜂窝状Pt75Ni25固溶体纳米多孔结构,其具有丰富的活性位点和大的有效HER接触面积。同时,通过用较小的Ni原子代替Pt晶格位点也引入了表面压缩晶格应变效应,可以有效降低氢的吸附能,从而改善析氢。此外,延展性MG基质所具有的出色稳定性和柔韧性也使该混合材料适用于实际的电极应用。该工作不仅提供了可靠的策略来开发低成本,低Pt使用率的多组分高效HER催化剂,而且为理解合金化对催化效果的影响提供了启示。
Rui Li, Xiongjun Liu,* K. C. Chan,* Zhaoping Lu *, et al. Flexible Honeycombed Nanoporous/Glassy Hybrid for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Generation. Adv. Mater. 2019,
DOI: 10.1002/adma.201904989