锯齿状的Pt纳米线具有非凡的质量活性，可以大大提高析氢反应（HER）的经济性。但是，要充分揭示由锯齿状的Pt纳米线及其多尺度形态学驱动的HER动力学是一个巨大的挑战。

有鉴于此，美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授、韩国先进科技学院Yousung Jung、加州理工大学William A. Goddard III等人，报道了一种在碱性条件下使用机器学习多尺度策略和动力学蒙特卡罗(KMC)进行的HER条件下锯齿状Pt纳米线的端到端模拟，以揭示新颖的动力学见解。

本文要点

1）提出了一个端到端框架，该框架结合了实验、机器学习和过去十年的多尺度进展，以阐明在碱性条件下锯齿状铂纳米线催化的HER动力学。双功能催化通常是指两种不同的催化剂结合而协同提高活性。报道了锯齿状铂纳米线等单金属，由于其复杂的表面形貌，可以表现出双功能特性，其中一个位点倾向于电化学质子吸附，而另一个位点负责活化，从而导致活性增加了4倍。

2）研究发现，传统的设计指导原则是，在碱性条件下，HER的吸附吉布斯自由能为0 eV的位点最佳，这在碱性条件下并不成立，而在-0.2·~ 0.0 eV之间的能量被证明是最佳的。在反应温度下，高活性是由锯齿状表面暴露出的低配位数（≤7）的Pt原子引起的。

3）对表面动力学的分析表明，在Volmer和Tafel反应中，顶位都是活性最强的位点，而配位数低（≤7）的那些位点更具活性。

参考文献：

Geun Ho Gu et al. Autobifunctional Mechanism of Jagged Pt Nanowires for Hydrogen Evolution Kinetics via End-to-End Simulation. J. Am. Chem. Soc., 2021.

DOI: 10.1021/jacs.0c11261

https://doi.org/10.1021/jacs.0c11261