高效电催化剂的设计与制造对未来氢能系统的发展具有重要的现实意义。然而，它们在载体结构中的潜在应用还没有得到人们深入的研究。
近日，吉林大学郑伟涛教授，田宏伟教授报道了通过将Pt单原子和Pt簇锚定到功能性非晶Fe5Ni4S8（或FNS）中以产生Pt-FNS复合材料，开发了一种用于析氢反应的高效电催化剂。
文章要点
1）研究人员通过改进的高温固相法制备出FNS，通过在球磨后减小颗粒尺寸来合成FNS粉末，以确保成功引入缺陷。然后通过循环伏安（CV）循环将Pt颗粒锚定在FNS粉末表面，以获得Pt-FNS。在此过程中，CV浸出可能导致部分S-Fe-S和Ni-S-Ni桥键断裂以及Pt-FNS的立方结构。此外，通过在玻璃碳板（GCS）上涂覆来收集材料以供进一步的测试。
2）非晶FNS为Pt-FNS复合材料提供了良好的导电性，从而促进了快速电荷转移。同时，Pt-FNS催化剂中存在的大量缺陷实现了良好的原子分散的Pt物种和锚定。此外，Pt单原子和Pt簇的结合和低 Pt负载提高了Pt利用率并降低了成本。
3）周转频率结果表明Pt-FNS体系具有显著的催化活性。同时，高电导率、丰富的活性位点和较高的本征催化活性所产生的协同催化效应使得Pt-FNS具有高效的全PH下的催化活性。在酸性、碱性和中性条件下，该体系在10 mA cm-2下分别仅具有30、65和98 mV的低过电位。
综上所述，该路线有望用于制备性能更好的新型电催化剂。
参考文献
Chenxu Zhang, et al, Highly Conductive Amorphous Pentlandite Anchored with Ultrafine Platinum Nanoparticles for Efficient pH-Universal Hydrogen Evolution Reaction, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202105372
https://doi.org/10.1002/adfm.202105372
