用于增强氢释放的拓扑量子材料：基于钯（Pd）合金的体带结构的作用

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Topological quantum materials for enhanced hydrogen evolution: role of bulk band structures in Pd-based alloys

拓扑量子材料在制氢反应中的应用研究。通过分析Pd3Sn等合金的体材料能带结构，发现拓扑能带交叉优化了氢中间体吸附，使过电位降低36mV，塔菲尔斜率减小23mV dec-1，吉布斯自由能降低。

　　

拓扑量子材料（TQMs）已成为能量转换和存储的理想材料，尤其是拓扑半金属，它们具有超高的电子迁移率和丰富的拓扑激发粒子（如节点、节点线和节点表面），在氢演化反应（HER）中展现出巨大潜力。最近的研究强调了拓扑表面态（TSSs）在催化中的作用；然而，体材料带结构的影响仍需进一步探索。在这项工作中，研究人员研究了含有过渡金属的Pd合金（Pd₃M，其中M = Sn、In和Ni），结果发现接近费米能级的体材料拓扑带交叉（Pd₃Sn）优化了氢中间体的吸附，显著提高了HER性能，这体现在更低的吉布斯自由能（ΔG_H）和过电位（36 mV）以及更小的塔菲尔斜率（23 mV dec^-1）上。这项工作为开发高活性拓扑半金属催化剂提供了重要的理论见解和设计原则。