研究概述
基于传统的析氢反应（HER）路径，单相催化剂中的氢吸附和脱附通常发生在单个催化位点，难以打破Sabatier原理的限制。基于此，2024年11月27日，华中师范大学朱成周教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Pd hydride metallene aerogels with lattice hydrogen participation for efficient hydrogen evolution reaction》的研究论文。在此，研究人员合成了β-Pd氢化物金属烯（β-PdHene）气凝胶作为HER催化剂，并报道了一种晶格氢参与的机制，可将吸附和脱附位点分离，这在热力学上比传统反应路径更有利。原位差分电化学质谱和密度泛函理论（DFT）计算表明，晶格氢作为额外的活性位点直接参与HER过程。因此，β-PdHene气凝胶在电流密度为10 mA cm-2时表现出仅20 mV的低过电位以及优异的HER稳定性，甚至可与商业Pt/C相媲美。该工作开辟了一条合理开发高活性HER催化剂的路径，绕过了传统机制下催化剂设计的限制。
图文解读
图1：β-PdHene气凝胶的合成与表征
图2：电催化HER性能
图3：DFT计算
文献信息
Wang, H., Qin, Y., Wu, Y.et al.Pd hydride metallene aerogels with lattice hydrogen participation for efficient hydrogen evolution reaction.Nat. Commun.15,10289 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54601-7.
