水电解生产高纯度氢对于产生氢能作为传统化石能源的清洁可再生替代品非常重要。尽管商用Pt/C被认为是最有效的析氢反应（HER）电催化剂之一，但其高昂的成本和有限的储量阻碍了其实际应用。因此，开发高效、低成本的催化剂是必要的，但也是具有挑战性的。碳化物是研究最多的HER催化剂之一。然而，考虑到硅具有与碳完全相同的电子构型，然而与碳化物(以及氮化物和磷化物)相比，硅化物在电催化方面只引起很少的关注。过去，很少有金属硅化物被用作HER的电催化剂，并且都表现出较差的HER性能。由于硅的高熔点(≈1414°C)，硅化物很难通过常见的湿化学方法合成，例如水热法。此外，它有限的电子导电性是另一个问题。因此，开发简易的硅化物合成方法，以系统揭示硅化物的电催化性能并使其得到广泛应用是十分必要的。
有鉴于此，中山大学罗惠霞教授、Shi‐Hsin Lin和严凯教授等人，根据计算和实验结果，报道了一种新型的过渡金属单硅化物（MSi，M = Ti，Mn，Fe，Ru，Ni，Pd，Co和Rh）电催化剂，具有优异的析氢电催化性能。
本文要点
1）采用电弧熔化法在几分钟内合成这些MSi。先前报道的RuSi不仅更容易制备，而且最终探索了8种MSi，可以作为良好的析氢反应催化剂。硅化物可以成为如碳化物的另一种有前途的电催化剂家族，其中碳具有与硅相同的电子构型。
2）所有已探索的硅化物电极都表现出较低的过电位(10 mA cm−2下为34-54 mV)，其Tafel斜率为23.6~32.3 mV dec−1，与商业的20 wt% Pt/C (37 mV, 26.1 mV dec−1)相当。
3）第一原理计算表明，优异的性能可以归因于每个位点的高催化活性，甚至可以在多个低表面能面的高氢覆盖(≈100%)下发挥作用。
总之，该工作揭示了一种新型的析氢电催化剂，这种催化剂具有地球上丰富且廉价的硅基化合物。
参考文献：
Yuan He et al. Discovery and Facile Synthesis of a New Silicon Based Family as Efficient Hydrogen Evolution Reaction Catalysts: A Computational and Experimental Investigation of Metal Monosilicides. Small, 2021.
DOI: 10.1002/smll.202006153
https://doi.org/10.1002/smll.202006153
