on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">电化学水分解制氢反应(HER)是一种温和可靠的生产高纯度氢气的方法，在工业应用中具有广阔的前景。Pt基材料因其出色的H吸附性能而被认为是酸性介质中最有效的HER催化剂，但是，由于 Pt-Had键难以形成，Pt基催化剂的HER动力学在碱性介质中受到阻碍。此外，Pt 5d轨道几乎被完全填满，当与水分子轨道重叠时产生强烈的泡利斥力。因此，为了通过合理的电子结构设计来提高Pt基催化剂在碱性介质中的HER活性，青岛科技大学王磊和赖建平等首次通过氢辅助煅烧成功合成了面心立方(PtFe-fcc)相、简单立方晶相(PtFe-scc)以及fcc和scc相混合相(PtFe-mix)的PtFe纳米合金催化剂。电化学测试结果表明，在1.0 M KOH溶液中，与PtFe-fcc和PtFe-scc相比，PtFe-mix对HER 表现出出色的催化性能(28 mV@10 mA cm-2、91 mV@50 mA cm-2和42 mV dec-1的Tafel斜率)。此外，PtFe-mix的TOF值在100 mV时高达12.5 s-1，是商业Pt/C(8.7 s-1)的1.5倍。在耐久性实验中，PtFe-mix在1000次和10000次CV循环后的LSV曲线与初始曲线重合，并在-0.03 VRHE下连续运行24小时且电流变化忽略不计。密度泛函理论(DFT)计算表明，PtFe-mix具有最佳的d带中心，有利于将电子转移到催化底物上，进而将H2O分子吸附到催化剂表面。在整个催化过程中[H2O*+H→*OH+2H]是电位决定步骤(PDS)，与PtFe-fcc和PtFe-scc相比，PtFe-mix的PDA能垒显著降低，促进HER动力学。综上，PtFe-mix有望成为在碱性条件下实现电催化HER的理想纳米合金，并且这项工作为设计具有高效析氢性能的PtFe基纳米材料提供了一种新思路。Mixture Phases Engineering of PtFe Nanofoams for Efficient Hydrogen Evolution. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202106947
