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?Nat. Commun.：單原子催化劑結(jié)合過渡金屬/金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)，加速HER

單原子催化劑（SACs）提供了一種有效的方法來減少貴金屬的用量，同時保持其催化活性。但是，堿性水解離催化劑的緩慢活性阻礙了高效制取氫氣的進(jìn)展。近日，北京工業(yè)大學(xué)汪浩教授、柯小行副教授和韓昌寶教授（共同通訊作者）等人報道了一種將單原子鉑（Pt）與具有雙活性位點的NiO/Ni異質(zhì)結(jié)構(gòu)耦合，制備出了具有高活性的堿性析氫催化劑（Pt_SA-NiO/Ni）。

圖1 Pt_SA-NiO/Ni的合成及水分解機(jī)理示意圖

Pt單原子與NiO/Ni異質(zhì)結(jié)構(gòu)偶聯(lián)使氫氧根離子（OH*）和氫（H*）的結(jié)合能力可調(diào)，從而有效地調(diào)整水的解離能并促進(jìn)H*轉(zhuǎn)化以加速堿性析氫反應(yīng)（HER）。

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圖2 1 M KOH電解液中的HER性能

在銀納米線（Ag NWs）上構(gòu)建的Pt_SA-NiO/Ni納米片，形成了分層的三維（3D）形態(tài)，從而進(jìn)一步的增強(qiáng)催化性能。因此，制備的Pt_SA-NiO/Ni催化劑顯示出高效的堿性析氫性能，在100 mV的過電位下，Pt原子的質(zhì)量活性高達(dá) 20.6 A mg^-1，顯著優(yōu)于已報道的催化劑。

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圖3 理論研究

Platinum single-atom catalyst coupled with transition metal/metal oxide heterostructure for accelerating alkaline hydrogen evolution reaction.?Nat. Commun.,?2021, DOI: 10.1038/s41467-021-24079-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-24079-8.

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