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院长钟文武教授团队在电催化析氢反应(HER)研究领域取得重大突破,相关研究成果以《Short-Path Hydrogen Spillover on CeO₂-Supported PtPd Nanoclusters for Efficient Hydrogen Evolution in Acidic Media》为题,发表于国际顶级化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》,为高效析氢催化剂的研发提供了新路径。
氢溢出是提升电催化析氢效率的关键现象,但其在催化系统中的有效实现一直是该领域的研究难点。钟文武教授团队针对这一挑战,成功合成负载在 CeO₂表面的 PtPd 合金纳米簇催化剂,创新性地实现了短程氢溢出机制,显著提升了酸性条件下的析氢性能。
该研究具有三大核心亮点:一是优化电子结构,通过 PtPd 合金化调节电荷分布,增强了合金簇与载体间的电子转移,为催化反应奠定基础;二是提出短程氢溢出新机制,氢原子吸附于贵金属表面后迁移至界面而非载体表面,大幅降低了氢迁移的能量障碍,区别于传统多相催化路径;三是实现超低过电位与高稳定性,该催化剂在 0.5 M H₂SO₄电解质中,仅需 5.7 mV 过电位即可达到 10 mA cm⁻² 的析氢电流,塔菲尔斜率低至 15.6 mV dec⁻¹,且在 100 mA cm⁻² 电流密度下可稳定工作 400 小时。DFT 计算验证,其界面位点的氢吸附吉布斯自由能仅为 0.023 eV,接近理想值,有效降低了反应能垒。
此项研究不仅深化了对氢溢出现象的理解,更开发出高性能析氢催化剂,在新能源转化与存储领域具有重要的应用前景。成果的发表彰显了逼喱逼喱
在电催化材料研究领域的学术实力,为相关学科的发展起到积极推动作用。
