析氢反应(HER)是电化学水分解的关键要素,它能够产生清洁的氢作为化石燃料的替代品。开发高效的在全pH下都能工作Pt基电催化剂是至关重要的,但是,这仍然是一个巨大的挑战,特别是在碱性条件下,由于水解离和OHad转移缓慢。近日,北京大学Shaojun Guo等报道了一种新的策略用于制备无定形的WOx表面修饰的PtNi@Pt树枝状纳米线(WOx-PtNi @ Pt DNWs),以实现高效的全pH HER电催化。
本文要点:
1)作者采用一锅法湿化学方法通过同时还原Pt和Ni前驱体并在油胺(OAm)中热分解羰基钨来制备WOx-PtNi@Pt DNW。
2)实验表明,制备的WOx-PtNi@Pt DNW在电流密度为10mA cm−2下,0.1 m KOH,0.1 m HClO4和0.5 m磷酸盐缓冲盐水中分别具有24、5和22 mV的过电势,显示出优异的HER性能。在碱性条件,70 mV的过电势下,WOx-PtNi@Pt DNW的质量活性为3.3 mAμgPt-1,在所有已报道的材料中是最好的。
3)理论计算表明,将WOx引入PtNi DNW中对促进碱性和酸性HER的高效电子转移起着关键作用。Pt-Ni-W-O界面内PtNi区域的激活是通过WOx诱导的应变效应实现的,这保证了HER中的优越性能。
该工作为合理设计在全pH值下具有增强的HER性能的基于Pt的一维结构提供了新的思路。
Weiyu Zhang, et al. WOx‐Surface Decorated PtNi@Pt Dendritic Nanowires as Efficient pH‐Universal Hydrogen Evolution Electrocatalysts. Adv. Energy Mater., 2020
DOI: 10.1002/aenm.202003192