具有大比表面积和高原子利用率的中空纳米颗粒有望用于高效析氢反应（HER）电催化剂。

近日，中国石油大学（北京）李振兴副研究员，宋卫余副教授报道了采用简单的一锅法，设计和合成一系列超小型中空三元合金纳米结构。包括空心PtNiCu纳米颗粒、空心PtCoCu纳米颗粒和空心CuNiCo纳米颗粒。

文章要点

1）在合成过程中，置换反应和氧化刻蚀对中空结构的形成具有重要作用。此外，制备的空心PtNiCu和PtCoCu纳米颗粒均为单晶，平均粒径为5 nm。

2）令人印象深刻的是，仅含10%Pt的超小空心PtNiCu纳米粒子比商用Pt/C催化剂具有更高的电催化活性和稳定性。空心PtNiCu纳米粒子在电流密度为10 mA cm^-2时的过电位为28 mV。在-70 mV时的质量活度为4.54 A mg_Pt^-1，而RHE为4.54 A mg_Pt^-1，是商用Pt/C体系（0.81 A mg_Pt^-1）的5.62倍。

3）通过对成键和反键轨道填充的分析，密度泛函理论(DFT)计算表明，不同金属与氢中间体（H*）的成键强度顺序为Pt>Co>Ni>Cu。PtNiCu纳米粒子优异的HER性能来自于这三种金属与H*之间的适当协同作用。

这项工作为设计低成本、高活性的HER催化剂提供了一种新的策略。

Zhenxing Li, et al, Ultra-small hollow ternary alloy nanoparticles for efficient hydrogen evolution reaction, National Science Review, nwaa204

DOI：10.1093/nsr/nwaa204

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa204