H₂作为燃料电池中的清洁能源载体，是通过各种工艺从碳原料工业生产的，这个过程会释放大量CO₂。电解水是生产H₂的另一种方法，其涉及H⁺还原和H₂脱附在HER过程中起关键作用。高效的析氢反应（HER）电催化剂在加速水电解可持续生产H₂方面起着关键作用，而其大规模应用受到Pt催化剂高昂成本的阻碍。近日，中国科技大学吴宇恩等通过外延生长法可控地将亚单层Pt沉积在Pd₃Pb纳米片上（AL-Pt/Pd₃Pb）。AL-Pt/Pd₃Pb催化剂的活性表面Pt层的原子效率得到最大程度的优化，并且Pd₃Pb片调节了Pt层的电子结构，从而大大增强了酸性条件下的HER性能。实验发现，AL-Pt/Pd₃Pb催化剂表现出出色的HER活性，过电位仅13.8 mV即可达到10 mA/cm²的电流密度，并在-0.05 V时具有7834A/g_Pd+Pt的高质量活性，两者均大大超过了商用Pt/C （30 mV，1486 A/g_Pt）。此外，AL-Pt/Pd₃Pb在酸性条件下，连续的25小时计时电流测试中，显示出出色的HER稳定性。密度泛函理论计算表明，AL-Pt/Pd₃Pb催化剂的固有活性提高主要来自于从Pd₃Pb到亚单层Pt的电荷转移，从而使其产生了强大的静电相互作用，可以稳定限速的过渡态，并降低了壁垒。

Yancai Yao, Xiang-Kui Gu, Dongsheng He, Yuen Wu*, et al. Engineering Electronic Structure of Sub-monolayer Pt on Intermetallic Pd3Pb via Charge Transfer Boosts Hydrogen Evolution Reaction. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b09391

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b09391