碳载体上的Pt-MoP协同作用实现了高效率的氢气演化,同时降低了铂的使用量

《ChemCatChem》:Synergistic Pt-MoP Interaction on Carbon Support Enables High-Performance Hydrogen Evolution with Reduced Platinum Loading

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:ChemCatChem 3.9

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  Pt-MoP/C催化剂在HER中表现出低铂含量(8.1 wt.%)和高性能,过电位3 mV时电流密度达10 mA·cm-2,稳定性测试维持300 h活性。

  

图形摘要

一种新型的含铂MoP催化剂(Pt-MoP/C),其铂含量仅为8.1 wt.%,在水电解过程中表现出优于商用20 wt.% Pt/C催化剂的效果。MoP向Pt的协同电子转移提高了Pt的电子密度,使得在仅3 mV的过电势下就能实现10 mA·cm?2的电流密度。这项研究为开发低铂含量的高效氢气生成催化剂提供了重要启示。

摘要

质子交换膜水电解是一种生产绿色氢气的可持续方法。然而,其广泛应用受到用于氢气生成反应(HER)的基于铂的催化剂的高成本和有限耐用性的限制。在这项研究中,我们开发了一种负载在Ketjen black载体上的含铂MoP催化剂(Pt-MoP/C),其铂含量仅为8.1 wt.%。该催化剂的表现显著优于传统的20 wt.% Pt/C催化剂:在10 mA·cm?2的电流密度下,其过电势为3 mV,Tafel斜率为31.8 mV·dec?1,而Pt/C的过电势分别为16 mV@10 mA·cm?2和33.8 mV·dec?1。XPS分析显示Pt与MoP之间存在强烈的相互作用,从而提高了Pt位点的电子密度。这种Pt与MoP之间的协同效应增强了氢气生成反应的活性。此外,Pt-MoP/C催化剂在经过300小时的稳定性测试后仍保持其催化活性。这些发现为开发改进氢气生成性能的基于铂的催化剂提供了宝贵的见解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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