探索在碱性介质中高效、低成本的析氢反应电催化剂是开发阴离子膜电解槽的关键。合理设计催化剂的关键是了解控制碱性HER活性的描述符。然而，目前控制碱性HER性能的原理仍然不清楚。

有鉴于此，新加坡南洋理工大学徐梽川教授等人，选择了一系列的NiCu双金属纳米颗粒(NPs)作为模型材料，研究了碱性HER活性与d带中心位置之间的相关性。

本文要点

1）通过胶体方法合成了NiCu NP。之所以选择NiCu，是因为Ni-和铜基非贵金属的碱金属HER表现出优异的活性（甚至接近Pt），值得进一步研究来改善活性。通过改变镍与铜的表面组成比，利用配体效应-表面原子的金属配体发生了变化-调整了d能带中心的位置，通过密度泛函理论（DFT）和X射线光电子能谱（XPS）可以进行量化计算和测量。

2）通过研究一系列NiCu双金属表面上的碱金属HER，其中电子结构受配体效应调节，证明了碱金属HER的活性与计算或实验测量得出的d谱带中心（氢结合能的一种描述符）具有火山型曲线关系。

3）这种相关性表明了d谱带中心的描述符作用，而Ni和Cu结合产生多种吸附位点的证据进一步支持了这一假设，这些位点具有接近最优的氢结合能。

总之，该工作扩大了d能谱理论在金属电催化剂活性预测中的适用性，并加深了对碱金属HER机理的理解。

参考文献：

Chao Wei et al. Surface Composition Dependent Ligand Effect in Tuning the Activity of Nickel–Copper Bimetallic Electrocatalysts toward Hydrogen Evolution in Alkaline. J. Am. Chem. Soc., 2020.

DOI: 10.1021/jacs.9b12005

https://doi.org/10.1021/jacs.9b12005