1. JACS: 引入納米孿晶界，促進(jìn)Cu高選擇性電化學(xué)CO₂還原制甲烷

電化學(xué)二氧化碳還原(CO₂RR)為儲(chǔ)存間歇性可再生能源、促進(jìn)碳中和提供了一種有前景的方法。迄今為止，銅(Cu)仍然是催化CO₂RR生成烴類和含氧化合物最有效的電催化劑。在CO₂RR產(chǎn)品中，甲烷(CH₄)由于與現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的良好兼容性而吸引了越來(lái)越多人的關(guān)注，但是目前銅基催化劑對(duì)CH₄的選擇性不高，導(dǎo)致反應(yīng)后產(chǎn)物分離困難，限制了電化學(xué)CO₂RR的實(shí)際應(yīng)用。

基于此，加州大學(xué)伯克利分校黃昱和普林斯頓大學(xué)Emily A. Carter等報(bào)道了一種具有致密孿晶界的高度(111)取向的銅箔電催化劑(tw-Cu)，其能夠高選擇性地催化CO₂轉(zhuǎn)化為CH₄。

電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示，所制備的tw-Cu在?1.2 ± 0.02 V下的CH₄法拉第效率最高為86.1 ± 5.3%，在?1.3 V下的CH₄部分電流密度為?21.7 mA cm^?2。CH₄對(duì)銅的高選擇性伴隨著對(duì)H₂和C₂H₄生成的抑制，tw-Cu在?1 ~ ?1.2 V范圍內(nèi)的H₂選擇性比pc-Cu低10%，并且tw-Cu上的H₂部分電流密度(j_H2)為?1.8 mA cm^?2，而pc-Cu上的j_H2則由?1.6 mA cm^?2(?1.0 V_RHE)顯著升高至?5.6 mA cm^?2(?1.2 V_RHE)，這表明tw-Cu上的析氫反應(yīng)(HER)效率較低；同時(shí)，在?1.1 ~ ?1.3 V的電位范圍內(nèi)，Tw-Cu的C₂H₄選擇性和C₂H₄部分電流密度遠(yuǎn)低于pc-Cu。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，與Cu(111)相比，tw-Cu(111)上*CO形成*CHO和*COH的能壘較低，這解釋了為什么tw-Cu具有較高的CO₂RR反應(yīng)速率和增強(qiáng)的CH₄生產(chǎn)。

同時(shí)，在?1.2 V下，tw-Cu(111)在上C₁決速步(*CHO形成能為0.00 eV，*COH形成能0.12 eV)的能壘低于C₂決速步(*COH-*COH形成能為0.42 eV，*COH-CHO形成能為0.44 eV)，表明通過(guò)加速CO加氫動(dòng)力學(xué)，可以提高CH₄的產(chǎn)量。相比之下，tw-Cu(111)上C?C偶聯(lián)的能壘不會(huì)減少，有效地抑制了在這個(gè)電位下C₂H₄形成，提高了CH₄的選擇性。

Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ into Methane on Nanotwinned Cu. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c00847

2. Nat. Catal.: 環(huán)己醇封閉Nafion的磺酸基團(tuán)，解鎖Pt在膜電極組件中的ORR活性

鉑基納米材料被認(rèn)為是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)最有效的催化劑。在旋轉(zhuǎn)圓盤電極(RDE)中，所有基于鉑的納米顆粒都浸泡在液體電解質(zhì)中，可以通過(guò)水合質(zhì)子和電解質(zhì)傳輸?shù)娜芙庋跖c溶液完全接觸；對(duì)于膜電極(MEA)，質(zhì)子輸運(yùn)發(fā)生在覆蓋催化劑表面的全氟磺酸(PFSA)離聚體層(例如Nafion)上，并且氣體O₂逐漸滲透通過(guò)覆蓋的離聚體層(<10 nm厚)到達(dá)Pt表面。

磺酸基團(tuán)在Pt表面的強(qiáng)烈吸附限制了Nafion離聚體的側(cè)鏈親水作用，從而降低了離聚體的微相分離，導(dǎo)致質(zhì)量傳輸阻力進(jìn)一步增加。此外，磺酸鹽基團(tuán)可以嚴(yán)重毒害鉑位點(diǎn)，并顯著降低鉑的質(zhì)量活性。因此，消除離聚體層對(duì)鉑的有害影響，以徹底釋放鉑在MEA中的性能是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

基于此，重慶大學(xué)魏子棟、陳四國(guó)和中石化石油化工科學(xué)研究院郭琳等報(bào)道了一種阻斷策略，用環(huán)己醇精確封閉Nafion的磺酸基團(tuán)以提高Pt在MEA中的催化性能。具體而言，環(huán)己醇的羥基氧通過(guò)配位作用與離聚體的磺酸氫連接，成功地將磺酸基從鉑表面分離出來(lái)，釋放出更多的鉑活性中心；同時(shí)，環(huán)己醇的羥基氫被激活，在不失去磺酸基團(tuán)質(zhì)子傳遞能力的情況下增加了質(zhì)子傳遞通道；

此外，具有椅型或船型構(gòu)象的環(huán)己醇也嵌入離聚體鏈中，創(chuàng)造了一個(gè)非接觸性的鉑/離聚體空間，并促進(jìn)了催化劑層中氧氣的滲透。

基于上述改進(jìn)，在環(huán)己醇催化劑層中，Pt表面的磺酸基團(tuán)覆蓋率降低到7%，遠(yuǎn)低于僅使用Nafion離聚體的催化劑層(21%)。在燃料電池實(shí)驗(yàn)中，與單獨(dú)使用Nafion離聚體的MEA相比，用環(huán)己醇制備的MEA在動(dòng)力學(xué)區(qū)域表現(xiàn)出明顯的性能提高，并且表現(xiàn)出更好的質(zhì)量輸運(yùn)性能。

最重要的是，在相應(yīng)的MEA中，Nafion離聚體中的環(huán)己醇經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期恒電位測(cè)試和30000個(gè)循環(huán)后顯示出優(yōu)異的穩(wěn)定性。綜上，該項(xiàng)工作表明封閉策略是釋放鉑催化活性和改善催化劑層傳質(zhì)性能的一種有效的方法。

Blocking the Sulfonate Group in Nafion to Unlock Platinum’s Activity in Membrane Electrode Assemblies. Nature Catalysis, 2023. DOI: 10.1038/s41929-023-00949-w

3. AM: 玩轉(zhuǎn)MOF！MOF基材料的孔隙和表面工程用于增強(qiáng)催化ORR反應(yīng)

氧還原反應(yīng)(ORR)是在燃料電池、金屬-空氣電池等能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)裝置的陰極上的關(guān)鍵反應(yīng)，但是ORR的緩慢反應(yīng)速率嚴(yán)重限制了這些器件的整體效率。碳負(fù)載過(guò)渡金屬催化劑由于其低成本、良好的導(dǎo)電性和多孔納米結(jié)構(gòu)，在ORR方面具有優(yōu)異的應(yīng)用前景，其催化性能不僅受內(nèi)在活性的影響，還受活性中心可及性的影響。

由于ORR發(fā)生在電極/電解質(zhì)界面，活性中心的可及性取決于多孔結(jié)構(gòu)和表面潤(rùn)濕性(即疏水性或親水性)。因此，設(shè)計(jì)具有分層多孔結(jié)構(gòu)和良好的電解質(zhì)滲透性的負(fù)載型金屬催化劑，可以增強(qiáng)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)移和吸附，從而獲得活性位點(diǎn)，顯著提高催化活性。

基于此，華南理工大學(xué)李映偉和陳立宇等報(bào)道了MOF基材料的孔隙和表面工程，通過(guò)在有序的大孔骨架中構(gòu)建空心壁和表面修飾富氧官能團(tuán)，大大提高了催化劑活性位點(diǎn)的可及性和親水性。

具體而言，研究人員通過(guò)蝕刻功能化方法，首先制備了具有新型空心壁和三維有序大孔(H-3DOM)結(jié)構(gòu)和單寧酸(TA)功能化表面的MOF(ZnCo-ZIF)；這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的成功構(gòu)建依賴于TA合適的酸度能夠選擇性地蝕刻大孔壁內(nèi)部，以及在大孔壁上形成富氧TA金屬網(wǎng)絡(luò)涂層。最后通過(guò)熱解法將ZnCo-ZIF轉(zhuǎn)化為具有H-3DOM結(jié)構(gòu)和親水表面O、N共摻雜碳材料負(fù)載的Co納米顆粒(H-3DOM-Co/ONC)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，H-3DOM結(jié)構(gòu)可以增加催化劑外表面積，最大限度地暴露活性位點(diǎn)；親水含氧官能團(tuán)的修飾可以增強(qiáng)催化劑表面與水電解質(zhì)的親和力，增加了外部活性位點(diǎn)的電化學(xué)可及性，從而提高其對(duì)ORR的催化活性。

因此，所獲得的H-3DOM-Co/ONC催化劑具有較高的ORR活性，半波電位(E_1/2)為0.841 V，并且對(duì)電催化ORR具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，優(yōu)于商業(yè)Pt/C催化劑。該項(xiàng)工作為未來(lái)設(shè)計(jì)具有高活性位點(diǎn)的分層有序宏觀介孔MOF基材料提供了范例，并顯示出分層有序宏觀介孔MOF基材料在各種催化應(yīng)用中的廣闊前景。

Hierarchically Ordered Macro-mesoporous Electrocatalyst with Hydrophilic Surface for Efficient Oxygen Reduction Reaction. Advanced Materials, 2023. DOI: 10.1002/adma.202301894

4. AFM: s區(qū)主族元素鋰基催化劑亦有高活性，實(shí)現(xiàn)高效催化CO₂RR和ORR

電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)，包括利用水電解產(chǎn)氫、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)，以及二氧化碳電化學(xué)還原(CO₂RR)成有價(jià)值的工業(yè)產(chǎn)品等，因其具有環(huán)境友好性和可持續(xù)性而受到廣泛關(guān)注。在這些技術(shù)和工藝中，常用催化劑多為貴金屬催化劑，但貴金屬的稀缺性和高昂的價(jià)格限制了它們的大規(guī)模應(yīng)用。因此，開發(fā)高效、廉價(jià)、無(wú)貴金屬的電化學(xué)催化劑對(duì)于推動(dòng)這些技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展至關(guān)重要。

基于此，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳乾旺課題組系統(tǒng)地研究了一種用于電化學(xué)還原反應(yīng)(包括ORR和CO₂RR)的N?和O?配位的Li基碳骨架電催化劑。

元素周期表中的s區(qū)金屬，特別是價(jià)電子較少的ⅠA族金屬，由于其電子結(jié)構(gòu)調(diào)控的困難，很少被報(bào)道為用于還原反應(yīng)的高活性電催化劑。理論計(jì)算表明，ⅠA族元素鋰(Li)在N，O摻雜的石墨烯中是二氧化碳還原反應(yīng)(CO₂RR)和氧還原反應(yīng)(ORR)的有效電催化活性中心，其活性來(lái)自于原本空的Li原子2p軌道和配位原子軌道之間的s?p雜化軌道，并且這個(gè)空的2p軌道可以作為L(zhǎng)i和N，O摻雜的石墨烯之間額外p?π共軛的位點(diǎn)。

這些效應(yīng)可以改變石墨烯結(jié)構(gòu)中具有適當(dāng)N和O配位的Li的電子結(jié)構(gòu)，使其適用于ORR(之字型Li-pyridinic-N₁-C₁)和CO₂RR(之字型Li-O₂)。

因此，Li?N，O/C催化劑在酸性條件下ORR(E_1/2=0.77 V)和CO₂RR(FE_CO在?0.55 V時(shí)達(dá)到98.8%，J_CO在?0.8 V時(shí)達(dá)到6.93 mA cm^?2)表現(xiàn)出顯著的性能。此外，該催化劑還可作為實(shí)用質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)陰極反應(yīng)的潛在電催化劑，利用Li?N，O/C催化劑組裝的PEMFC峰值功率密度可達(dá)430 mW cm^?2。

總之，該項(xiàng)工作采用密度泛函理論(DFT)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了一種新型高活性的基于s區(qū)元素的鋰基電催化劑，為未來(lái)設(shè)計(jì)其他s區(qū)元素，如Na和K等用于高效電還原反應(yīng)的催化劑提供了范例。

Main-Group s-Block Element Lithium Atoms within Carbon Frameworks as High-Active Sites for Electrocatalytic Reduction Reactions. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202300475

5. ACS Catal.: 引入Co₃O₄層，加速BiVO₄和OEC界面空穴提取以增強(qiáng)光電化學(xué)水分解

光電化學(xué)(PEC)水分解技術(shù)在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)燃料方面引起了人們的廣泛關(guān)注，同時(shí)高效光電極材料的開發(fā)對(duì)于提高太陽(yáng)能-氫轉(zhuǎn)化效率至關(guān)重要。由于釩酸鉍(BiVO₄)具有較窄的能帶(2.4-2.5 eV)和較深的價(jià)帶邊緣，可以在可見(jiàn)光照射下實(shí)現(xiàn)水分解。但是，BiVO₄光陽(yáng)極由于電荷傳輸特性差和空穴擴(kuò)散長(zhǎng)度短(< 70 nm)，存在嚴(yán)重的電荷復(fù)合和水氧化動(dòng)力學(xué)緩慢等問(wèn)題。

基于此，西北工業(yè)大學(xué)黃維和王松燦等通過(guò)在NiOOH析氧助催化劑(OEC)和BiVO₄之間插入超薄的Co₃O₄層(10 nm)來(lái)構(gòu)建NiOOH/Co₃O₄/BiVO₄光陽(yáng)極，以提高PEC性能。

光電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示，所制備的NiOOH/Co₃O₄/BiVO₄光陽(yáng)極在AM 1.5 G輻照和1.23 V_RHE下，光電流密度達(dá)到6.4 mA cm^?2；在0.8 V下光電流密度也達(dá)到了5.16 mA cm^?2。

此外，NiOOH/Co₃O₄/BiVO₄光陽(yáng)極還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，其在AM 1.5 G輻照和1.23 V_RHE下連續(xù)工作33小時(shí)，光電流密度稍微上升(可能是由于Co₃O₄的光熱效應(yīng)促進(jìn)了載流子的輸運(yùn))，并且工作40小時(shí)后性能略微下降，連續(xù)工作90小時(shí)后仍能保持約5.6 mA cm^?2的光電流密度。并且，穩(wěn)定性測(cè)試后樣品的組分和形貌未發(fā)生明顯變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，在NiOOH和BiVO₄之間引入Co₃O₄導(dǎo)致NiOOH/Co₃O₄/BiVO₄上形成了較強(qiáng)的內(nèi)部電場(chǎng)，這可以促進(jìn)光生空穴快速轉(zhuǎn)移到OEC層用于OER，并有效抑制了光生電荷的復(fù)合。同時(shí)，引入Co₃O₄后，NiOOH/Co₃O₄/BiVO₄光陽(yáng)極上的OER決速步的能壘降低，加速了PEC水分解的動(dòng)力學(xué)。

此外，該策略也同樣適用于另外兩種典型的OEC材料MnO_x和FeOOH，所制得的MnO_x/Co₃O₄/BiVO₄和FeOOH/Co₃O₄/BiVO₄光陽(yáng)極表現(xiàn)出高的光電流密度，證明了Co₃O₄在改善OEC/BiVO₄光陽(yáng)極的PEC水氧化性能方面的通用作用。

Engineering BiVO₄ and Oxygen Evolution Cocatalyst Interfaces with Rapid Hole Extraction for Photoelectrochemical Water Splitting. ACS Catalysis, 2023. DOI: 10.1021/acscatal.3c00444

6. ACS Nano: 脈沖激光策略起大作用！調(diào)控石墨烯上Bi配位結(jié)構(gòu)以提高CO₂RR選擇性

電化學(xué)二氧化碳還原反應(yīng)(CO₂RR)是將CO₂還原為高附加值化學(xué)品和減緩全球變暖問(wèn)題的綠色和可持續(xù)的策略。其中，具有原子分散金屬中心的載體催化劑在催化CO₂RR反應(yīng)方面具有廣闊的應(yīng)用前景；然而，調(diào)節(jié)暴露催化劑的大小和優(yōu)化其配位化學(xué)仍然具有挑戰(zhàn)性。

近日，阿爾伯塔大學(xué)駱靜利和普渡大學(xué)Gary J. Cheng等通過(guò)高能脈沖激光策略成功在Bi離子/石墨烯復(fù)合物上實(shí)現(xiàn)Bi單原子的超快固定。

具體而言，在該策略中，石墨烯納米片吸收光子能量并產(chǎn)生豐富的空位缺陷，作為Bi SA的錨定位點(diǎn)，同時(shí)鉍鹽在高局部溫度和激光誘導(dǎo)的還原氣氛下分解。

通過(guò)在石墨烯納米片上施加或不施加N摻雜劑，可以在石墨烯上調(diào)節(jié)Bi SA的配位結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生碳(Bi?C)或氮(Bi?NC)鍵合的Bi SAC：前者能夠選擇性地將CO₂轉(zhuǎn)化為甲酸鹽，而Bi?NC催化劑能夠選擇性地將CO₂轉(zhuǎn)化為合成氣。對(duì)于Bi?C，其在?1.05 V_RHE下的甲酸鹽部分電流密度高達(dá)?29.3 mA cm^?2，周轉(zhuǎn)頻率(TOF)為2.64 s^?1，性能優(yōu)于文獻(xiàn)中報(bào)道的大多數(shù)SAC。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，所制備的催化劑可切換的選擇性來(lái)源于中心Bi原子與相鄰原子之間不同的耦合態(tài)和金屬-載體相互作用，它調(diào)制了Bi中心與*OCHO/*COOH中間體之間的雜化，改變了決速步的能壘，并最終觸發(fā)了CO₂吸附后的支化反應(yīng)途徑。

總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)工作展示了一種通用的超快激光方法，適用于各種金屬-載體催化劑用于調(diào)制載體催化劑的精細(xì)結(jié)構(gòu)和催化性能，并在原子水平闡述了配體修飾Bi SA的機(jī)制，這為未來(lái)高性能的CO2RR催化劑的設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。

Nanosecond Laser Confined Bismuth Moiety with Tunable Structures on Graphene for Carbon Dioxide Reduction. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c01897

7. ACS Nano: Te-O對(duì)作為碳納米片活性中心，顯著增強(qiáng)電催化ORR活性

雜原子摻雜作為提高碳納米材料電催化活性的一種手段，在氧還原反應(yīng)(ORR)、析氧反應(yīng)和二氧化碳還原反應(yīng)(CO₂RR)中得到了廣泛的應(yīng)用。先前的理論計(jì)算已經(jīng)預(yù)測(cè)碲(Te)摻入碳材料可以顯著提高其催化活性，但是高效碲摻雜碳材料的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)仍然具有挑戰(zhàn)性。同時(shí)，傳統(tǒng)的碳材料制備往往導(dǎo)致引入氧元素，氧在顯著提高合成材料的ORR性能方面的重要作用常常被忽視。

基于此，上海大學(xué)吳明紅和王亮等通過(guò)密度泛函理論(DFT)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)Te和/或O摻雜在4e^?ORR途徑中的作用。

理論計(jì)算表明，由于Te?O化學(xué)鍵的缺乏，在碳材料中很難實(shí)現(xiàn)Te摻雜/功能化；一旦Te元素在氧含量相對(duì)較低的環(huán)境中形成Te?O對(duì)，合成的碳材料將削弱中間體OH*的吸附，賦予催化劑強(qiáng)大的電子給予能力和顯示出強(qiáng)大的ORR電催化性能。因此，Te?O對(duì)有助于加速緩慢的動(dòng)力學(xué)并且有利于擴(kuò)大層間距。

為了驗(yàn)證上述計(jì)算的準(zhǔn)確性，研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)的串聯(lián)水熱脫水-熱解合成策略制備了Te和/或O摻雜/功能化后碳材料(Te-Sl)，并且采用熱力學(xué)穩(wěn)定模型研究了催化劑的實(shí)際活性中心。XPS和FTIR分析，在摻雜碳材料上觀察到了Te?O對(duì)；Te-Sl是一種高缺陷/非晶石墨烯納米片狀結(jié)構(gòu)，具有較大的表面積，可導(dǎo)致許多Te?O對(duì)的暴露，從而大大提高了電化學(xué)性能。

Te-Sl在堿性條件下具有優(yōu)異的ORR性能，初始電位為0.87 V，半波電位為0.76 V，極限電流密度為?4.10 mA cm^?2。并且，K-L方程和RRDE表征結(jié)果表明Te-Sl在ORR過(guò)程中遵循的4e^?途徑。

結(jié)合密度泛函理論(DFT)計(jì)算和其他表征實(shí)驗(yàn)，表明Te成功地用Te?O鍵修飾了超薄Te-Sl納米片的表面，并且Te是材料表面的主要活性位點(diǎn)。該項(xiàng)工作在分子水平研究了Te?O對(duì)摻雜碳材料的真正活性中心，并且為開發(fā)低成本和優(yōu)異ORR性能的二元雜原子摻雜碳基電催化劑提供了理論指導(dǎo)。

Insights into the Use of Te–O Pairs as Active Centers of Carbon Nanosheets for Efficient Electrochemical Oxygen Reduction. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c01662

8. Small: 調(diào)控Pt/WO₃上Pt物種電子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效電催化酸性HER

電化學(xué)水分解制氫是一種生產(chǎn)綠色氫氣能源和減少傳統(tǒng)化石能源消耗的有效方法。根據(jù)Sabatier原理，要獲得優(yōu)異的HER性能，催化劑必須具有適當(dāng)?shù)腍*反應(yīng)中間體結(jié)合能。因?yàn)镻t在H*中間體吸附方面的自由能接近于零(?G_H*=0)，Pt被認(rèn)為是HER的基準(zhǔn)電催化劑的標(biāo)桿。然而，Pt儲(chǔ)量稀少和價(jià)格昂貴，這嚴(yán)重制約了Pt在HER過(guò)程中的大規(guī)模應(yīng)用。因此，為了提高Pt材料在HER領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，迫切需要開發(fā)具有高活性和低Pt負(fù)載的高性能Pt基電催化劑。

基于此，復(fù)旦大學(xué)唐頤、張宏斌、華東理工大學(xué)曹宵鳴和暨南大學(xué)高慶生等采用可控?zé)峤?共還原策略，成功地制備了Pt電子結(jié)構(gòu)可調(diào)的Pt/WO₃電催化劑，其具有優(yōu)異的HER活性。

具體而言，研究人員首先制備了WO_x/哌嗪一維納米棒前驅(qū)體，隨后將前驅(qū)體浸泡在H₂PtCl₆中以吸附Pt物種，最后通過(guò)熱解/共還原法得到Pt/WO₃催化劑。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，WO₃載體中的O空位削弱了Pt向WO₃轉(zhuǎn)移電子的能力，使得最優(yōu)的Pt/WO₃-600中Pt物種上電子富集，從而導(dǎo)致Pt的d帶中心下移；并且富電子的Pt位點(diǎn)確保了適當(dāng)?shù)腍*吸附能，從而加速了HER過(guò)程。

因此，在0.5 M H₂SO₄溶液中，最優(yōu)的Pt/WO₃-600催化劑在10/100 mA cm^?2電流密度下的過(guò)電位僅為8/26 mV，Tafel斜率為35 mV dec^?1。同時(shí)，Pt/WO₃-600在50 mV過(guò)電位下的質(zhì)量活性達(dá)7015 mA mg^?1，是商業(yè)Pt/C催化劑(262 mA mg^?1)的26倍。

此外，Pt/WO₃-600催化劑還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，其在酸性條件下以400 mA cm^?2的電流密度連續(xù)運(yùn)行65個(gè)小時(shí)而沒(méi)有發(fā)生明顯的性能下降，并且其組分和結(jié)構(gòu)也未發(fā)生變現(xiàn)變化。該項(xiàng)工作不僅提出了一種設(shè)計(jì)高效Pt基酸性HER電催化劑的新策略，而且為貴金屬催化劑的電子結(jié)構(gòu)合理調(diào)制提供了理論基礎(chǔ)。

Electronic Structure Engineering of Pt Species over Pt/WO₃ toward Highly Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202301178