on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">碳化钨（tungsten carbide, WC）具有类似Pt的电子结构，一直被提倡作为析氢反应（HER）中基准Pt基催化剂的潜在替代品。然而，WC催化剂通常表现出较差的碱性HER性能，因为氢解吸的缓慢动力学以及产生的羟基中间体可能对W原子造成的腐蚀问题。基于此，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所崔义研究员和赵志刚研究员（共同通讯作者）等人报道了利用W单原子作为母体材料，通过热迁移策略合成了锚定在p掺杂碳材料上的钨原子团簇。通过近环境压力的原位变温X射线光电子能谱（NAP-XPS）测量发现，其具有最有利的类似Pt电子结构，其中W物种的电子结构从W单原子（W-SAs）转变为大尺寸的WC纳米颗粒（WC NPs）。由于配位不饱和的W-W和W-C键，在碱性HER电催化中，先前的水解离步骤和随后的氢解吸步骤中的势垒发生了改变，因此所制备的WC团簇（W-ACs）表现出显着提高的碱性HER活性。实验测试发现，所制备的W-ACs在电流密度为10 mA cm-2时具有53 mV的超低过电位、塔菲尔斜率小（38 mV dec-1），并且在50 mV的过电位下其转化频率（TOF）值为0.12 H2 s-1，但在对照样品（W-SAs和WC NPs）中观察到弱碱性HER活性。随后的准原位HER观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，W-ACs中的W-W双原子是吸附生成的H*和OH*中间体的活性中心，与W-SAs相比，H*吸附能的负值小得多，OH*解吸行为更容易。这些发现可能为合理设计具有高碱性析氢活性的原子簇催化剂提供了一条可行的途径。Thermal migration towards constructing W-W dual-sites for boosted alkaline hydrogen evolution reaction. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-28413-6.https://doi.org/10.1038/s41467-022-28413-6.
