与酸性介质相比,在碱性介质中进行水分解具有可提高电催化剂稳定性和更具成本效益等优势。但是,改善在高pH下迟缓的氢释放反应(HER)动力学仍然是碱性电解槽实现盈利非常关键的一步。近日,慕尼黑工业大学Aliaksandr Bandarenka等报道了一种通过引入Ni-Fe团簇来提高碱性介质中Pt电极的HER活性的简便方法。
本文要点:
1)通过该方法,在H2饱和的0.1 M KOH中,使用模型单晶电极,达到10 mA cm-2的电流密度所需的过电位低至约70 mV。修饰后的电极的性能优于在类似条件下测试的任何其他报道的电催化剂。
2)此外,作者还研究了(i)Ni与Fe的比率,(ii)簇的覆盖率以及(iii)电解质中存在的碱金属阳离子的性质对HER活性的影响。
3)进一步研究发现,所观察到的高的催化性能可能源于Ni-Fe团簇改善了水解离,以及Ni-Fe/Pt边界处的Pt原子具有最佳氢吸附和重组性能。
通过这种方法,可进一步提高碱性HER的效率,使其明显更接近于酸性溶液中的HER活性。
Song Xue, et al. Enhancing the hydrogen evolution reaction activity of platinum electrodes in alkaline media using Ni‐Fe clusters. Angew. Chem. Int. Ed. 2020,
DOI: 10.1002/anie.202000383