目前的策略在开发具有高催化效率的无铂析氢反应（HER）电催化剂方面仍存在极大的难度。因此，开发新的催化剂设计策略至关重要。

近日，清华大学王定胜教授报道了通过改进的初始湿法和后续热处理，制备了一种碳化钛（TiC）载体负载的具有低Rh单原子负载量的单原子位点催化剂（Rh₁-TiC）。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算结果表明，在电化学反应过程中，电子通过Rh与TiC基团之间的EMSI从相邻的Ti原子转移到孤立的Rh中心，形成了丰富的电子环境。

2）研究人员通过电化学实验进一步证明了EMSI策略的可行性。Rh₁-TiC SACs比目前最先进的Pt/C催化剂具有更高的催化效率。在酸性介质中，电流密度为10 mA·cm^-2和100 mA·cm^-2时，其过电位分别为22 mV和86 mV，塔菲尔斜率为25 mV·dec^-1，质量活度为54403.9 mA·cm^-2·mg_Rh^-1（而Pt/C为192.2 mA·cm^-2·mg_Pt^-1）。此外，与Pt/C相比，Rh₁-TiC SACs在能耗方面也显示出明显的优势（在电流密度为2 kA·m^-2时电耗降低了约20%）。

研究结果表明，调控EMSI的策略可以作为下一步实现SACs高催化效率的有效途径。

参考文献

Jiarui Yang, et al, The electronic metal-support interaction directing the design of single atomic site catalyst: achieving high efficiency towards hydrogen evolution, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202107123

https://doi.org/10.1002/anie.202107123