學研匯 催化計 2022-07-14 20:59 發(fā)表于上海
析氫反應（HER）是實現(xiàn)碳中性和綠色經(jīng)濟的能源轉換的關鍵反應。作為HER的基準催化劑，鉑(Pt)的商業(yè)可行性受到嚴重影響，因此人們致力于開發(fā)替代催化劑。然而，目前幾乎沒有一種不含Pt的催化劑能真正觸及Pt催化劑的動力學性能，特別是在酸性介質中。近日，武漢理工大學木士春教授報道了作為反映電子逃逸能力的參數(shù)，功函數(shù)（WF）決定了在Os-OsSe2異質結構界面處的內置電場（BEF）和電荷轉移的方向。
本文要點
要點1. 理論計算揭示了具有中和功函數(shù)（WF）的Os-OsSe2異質結構的形成完美地平衡了強（Os）和弱（OsSe2）吸附劑之間的電子態(tài)，并且雙向優(yōu)化了Os位點的析氫反應(HER)活性，顯著降低了熱力學能壘并加速了動力學過程。
要點2. 研究人員通過熔鹽法首次構建了異質結構Os-OsSe2，并進行了深入的結構表征證實了異質結構。令人印象深刻的是，由于電荷平衡效應賦予的高活性位點，Os-OsSe2在酸性（26 mV @ 10 mA cm-2）和堿性（23 mV @ 10 mA cm-2）介質中均表現(xiàn)出超低的超電勢，超過了商業(yè)Pt催化劑。
要點3. 利用Os-OsSe2組裝的太陽能制氫裝置進一步凸顯了其潛在的應用前景。因此，這種特殊的異質結構為合理選擇異質組分提供了一種新的模式。
Ding Chen, et al, Work-function-induced Interfacial Built-in Electric Fields in Os-OsSe2 Heterostructures for Active Acidic and Alkaline Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202208642
https://doi.org/10.1002/anie.202208642