與傳統(tǒng)的天然氣分解相比，電催化水分解析氫反應(yīng)(HER)是一種有效的制高純度氫技術(shù)，其具有廣泛的反應(yīng)物、具有競爭力的成本效益和穩(wěn)定的產(chǎn)量。目前，鉑(Pt)基材料仍被視為最理想的HER催化劑，但其大規(guī)模引用在很大程度上受到高昂成本和稀缺儲量的限制。具有與Pt相似電子結(jié)構(gòu)的鈀(Pd)已成為一種有前景的Pt替代品，然而Pd非常不適用于HER(活性比Pt低30倍以上)，因為Pd-H鍵合強且H解吸困難，從而導(dǎo)致HER性能較差。

基于此，南京師范大學(xué)付更濤、唐亞文等提出了將H原位嵌入超細Pd形成超細IrPdH氫化物以激活這種HER惰性材料，從而實現(xiàn)高效穩(wěn)定催化HER。

研究人員已證明IrPdH ND中的氫原子來源于乙醇中的-OH和-CH₂-；與之前報道的氫化策略不同，這項工作中的乙醇誘導(dǎo)策略不僅確保了氫的插入，而且還保持了超細Pd ND的良好納米結(jié)構(gòu)。此外，HER被用來揭示IrPdH的結(jié)構(gòu)和組成優(yōu)勢(H/Ir原子的引入和超細樹枝狀結(jié)構(gòu))。實驗結(jié)果表明，在0.5 M H₂SO₄、1 M KOH和1 M PBS溶液中，IrPdH在10 mA cm^-2電流密度下的過電位分別為14、25和60 mV，遠低于商業(yè)Pt/C和其他具有最低過電勢的催化劑。

密度泛函理論(DFT)計算表明，間隙氫原子有效地改善了Pd和Ir位點的電子密度，通過降低催化劑的d帶中心有效調(diào)節(jié)*H的吸附自由能并促進HER過程。更重要的是，當IrPdH在水分解電解槽中作為陽極時，基于IrPdH//RuO₂的電解槽可在1.48 V的低電池電壓提供10 mA cm^-2的電流密度；并且該電解槽與太陽能電池的進一步結(jié)合可以直接使用太陽能進行具有優(yōu)異穩(wěn)定性的自發(fā)水分解，證明了IrPdH在經(jīng)濟水電解方面的巨大潛力。

Ethanol-Induced Hydrogen Insertion in Ultrafine IrPdH Boosts pH-Universal Hydrogen Evolution. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202204063