電化學水分解制氫是一種生產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?shù)腍*反應中間體結合能。因為Pt在H*中間體吸附方面的自由能接近于零(?G_H*=0)，Pt被認為是HER的基準電催化劑的標桿。然而，Pt儲量稀少和價格昂貴，這嚴重制約了Pt在HER過程中的大規(guī)模應用。因此，為了提高Pt材料在HER領域的競爭力，迫切需要開發(fā)具有高活性和低Pt負載的高性能Pt基電催化劑。

基于此，復旦大學唐頤、張宏斌、華東理工大學曹宵鳴和暨南大學高慶生等采用可控熱解/共還原策略，成功地制備了Pt電子結構可調的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體，隨后將前驅體浸泡在H₂PtCl₆中以吸附Pt物種，最后通過熱解/共還原法得到Pt/WO₃催化劑。

實驗結果和理論計算表明，WO₃載體中的O空位削弱了Pt向WO₃轉移電子的能力，使得最優(yōu)的Pt/WO₃-600中Pt物種上電子富集，從而導致Pt的d帶中心下移；并且富電子的Pt位點確保了適當?shù)腍*吸附能，從而加速了HER過程。

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電流密度下的過電位僅為8/26 mV，Tafel斜率為35 mV dec^?1。同時，Pt/WO₃-600在50 mV過電位下的質量活性達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)運行65個小時而沒有發(fā)生明顯的性能下降，并且其組分和結構也未發(fā)生變現(xiàn)變化。該項工作不僅提出了一種設計高效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構合理調制提供了理論基礎。

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