电催化析氢反应 (HER) 在可再生清洁能源领域中大有可为。然而，晶态 Au 和 Ag 的 HER催化性能很差，胶体纳米颗粒上的配体通常也是一个缺点。近日，卡耐基梅隆大学Rongchao Jin，Yongbo Song，匹兹堡大学Giannis Mpourmpakis等报道了一个硫醇 (SR) 保护的 Au₃₆Ag₂(SR)₁₈ 纳米团簇，其配体覆盖率低，内核由三个二十面体 (I_h) 单元组成，可高效催化 HER。

本文要点：

1）该三聚体结构团簇与单体 I_h Au₂₅(SR)₁₈^- 和二聚体 I_h Au₃₈(SR)₂₄ 一起构成了一个独特的系列，为揭示催化性能与催化剂结构之间的相关性提供了机会。

2）研究表明，Au₃₆Ag₂(SR)₁₈的配体与金属比低、Au 原子配位低和具有未填充的超原子轨道，它在较低的 HER 过电位下表现出高催化活性。

3）Au₃₆Ag₂(SR)₁₈ 在 -0.3 V（vs RHE） 下的电流密度分别是Au₂₅(SR)₁₈^- 和 Au₃₈(SR)₂₄ 的 3.8 倍和 5.1 倍。 密度泛函理论 (DFT) 计算表明，Au₃₆Ag₂(SR)₁₈ 具有较低的氢结合能和较高的电子亲和力。

该工作发现为通过原子级精确的纳米团簇控制几何和电子结构实现从惰性金属构建高活性催化剂提供了一种新策略。

Yingwei Li, et al. Hydrogen Evolution Electrocatalyst Design: Turning Inert Gold into Active Catalyst by Atomically Precise Nanochemistry. J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c04606

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c04606