Platinum-nickel alloy excavated nano-multipods with hexagonal close-packed structure and superior activity towards hydrogen evolution reaction

摘要

铂镍合金在氢析出(HER)、氧还原(ORR)等重要能量转化反应中具有优异催化性质，受到了人们广泛的关注。近日，谢兆雄教授课题组通过简单的溶剂热方法，首次合成出六方晶系的铂镍合金枝状纳米晶，其中每个枝杈结构由六个{11-20}高能晶面裸露的超薄纳米片组装而成。与面心立方晶系铂镍合金相比，亚稳态的六方晶系铂镍合金在HER反应中表现出更加优异的性质。当电流密度为10 mA·cm-2时，其过电位仅有65 mV，同时质量电流密度高达3.03 mA·µgPt-1 (-70 m V vs. RHE)，是目前为止报道的HER催化剂中质量活性最高的，其突出的催化性能主要来源于晶相作用(同质异晶)及大的比表面积。该项工作为发展高催化性能的铂基合金纳米晶提供了新的研究思路。该研究是在谢兆雄教授和蒋亚琪副教授指导下，与傅钢教授共同合作完成。实验部分由博士生曹振明（第一作者）、陈巧丽、沈守宇、卢邦安，硕士生李慧齐以及博士后张嘉伟共同完成，理论计算部分由傅钢教授课题组完成。