开发能够满足工业要求的持久高效的析氢反应（HER）电催化剂具有重要意义。铂（Pt）基催化剂的性能代表了基准性能，但由于其成本高、稳定性差以及额外的水解离步骤，在中性电解液中大电流密度下将其用于HER的研究较少。
近日，伦敦大学学院Ivan P. Parkin，Guanjie He，华东理工大学江浩报道了提出了一种在中性介质中以低负载量在泡沫铜（Cu）上制备“黑莓状”Pt纳米晶（Pt@Cu）的简便低温合成方法，并将其作为自支撑HER电极。
文章要点
1）研究发现，由于Pt@Cu具有最佳的氢吸附自由能（ΔG*H），因此在中性介质中，泡沫铜上的低Pt负载量显示出较高的HER活性。同时，Pt@Cu表现出高效的水解离性能，泡沫Cu上少量的Cu(OH)2具有很强的氢氧化物结合能，在中性介质中容易吸附氢氧化物，进一步促进了水解离过程。
2）实验结果显示，与商业化的20% Pt/C材料相比，所制备的Pt@Cu泡沫具有显著的活性。在中性介质中，自支撑Pt@Cu电极只需35 mV和438 mV的小过电位，即可分别达到−10和−1000 mA cm−2的电流密度。同时，Pt和Cu之间强大的相互作用确保了Pt@Cu在电流密度达到−1000 mA cm−2的1000次线性扫描伏安法测试中的出色耐用性，并且与粘贴在集电器上的粉末Pt/C电催化剂相比，在−100到−400 mA cm−2的大电流密度下，具有剧烈H2气泡生成的计时电流法测试性能没有衰减。
本研究通过在活性材料和集电器之间制造强大的金属-金属相互作用，为自支撑电催化剂提供了新的设计策略，从而促进了电极在技术相关的高电流密度下的稳定运行。
参考文献
Yeshu Tan, et al, Facile Fabrication of Robust Hydrogen Evolution Electrodes under High Current Densities via Pt@Cu Interactions, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202105579
https://doi.org/10.1002/adfm.202105579
