人们发现热力学中性的结合能状态中有助于实现最高催化活性。但是目前近期相关理论研究发现一些与该理论相违背的结论，这是因为热力学中性仅仅满足反应处于平衡态才能实现最高的反应活性。有鉴于此，日本理化学研究所（RIKEN）Hideshi Ooka等报道实验中通过在Tafel曲线中进行微动力学速率拟合，得到的Pt氢结合能的数值为+0.094 eV。当增加过电势，数值为正的结合能比处于热力学中性条件时表现出更高的活性，因此通过对靠近或远离热力学平衡状态之间的平衡，说明热力学中性条件并不是理想催化剂的设计最优情况。

本文要点：

（1）

通过1 M H₂SO₄+2 M Na₂SO₄混合电解质溶液（pH 0.3）中通过旋转圆盘电极RDE测试HER催化活性，通过设计反应条件降低传质、ohmic电阻对实验数据中导致的误差等影响。

通过机器学习方法对实验数据中拟合得到的微动力学反应速率进行研究，得到了氢原子结合能ΔG_H=0.094±0.002 eV，该结论与近期相关理论预测结果相符合。这个结果说明最好的结合能可能不应该处于热力学平衡状态，需要在电催化反应中施加足够的驱动力。

（2）

作者发现在Volmer-Tafel机理中进行电催化反应，当驱动力能够克服第一步反应，正向结合能对HER反应更有利。这个现象说明在靠近/远离反应平衡之间需要进行权衡。

参考文献

Hideshi Ooka*, Marie E. Wintzer, and Ryuhei Nakamura, Non-Zero Binding Enhances Kinetics of Catalysis: Machine Learning Analysis on the Experimental Hydrogen Binding Energy of Platinum, ACS Catal. 2021, 11, 6298–6303

DOI: 10.1021/acscatal.1c01018

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01018