Synergistic Acid Hydrogen Evolution of Neighboring Pt Single Atoms and Clusters: Understanding Their Superior Activity and Mechanism

化学 塔菲尔方程 过电位 铂金 催化作用 密度泛函理论 星团(航天器) Atom(片上系统) 物理化学 计算化学 电化学 有机化学 电极 嵌入式系统 程序设计语言 计算机科学
作者
Chao Wang,Hu Zang,Changjiang Liu,Jiahao Wang,Long Kuai,Baoyou Geng
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:62 (17): 6856-6863 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c00680
摘要

The hydrogen evolution reaction (HER) involves two-step elementary reactions, providing an opportunity to establish dual-site synergistic catalysts. This work demonstrates carbon-supported Pt single atoms and clusters (Pt1+Cs-NPC) as an efficient catalyst for acidic HER, which exhibits an ultralow Tafel slope of 12.5 mV/dec and an overpotential of 24 mV at 10 mA/cm2 with an ultralow platinum content of 3.8 wt %. The Pt mass activity and turnover frequency (TOF) are 10.2 times and 5.4 times that of commercial Pt/C, respectively. The density functional theory (DFT) study shows that the Pt cluster regulates the electronic state structure of the adjacent Pt single atom, so that the ΔGH* at the Pt1 site approaches 0. Moreover, the DFT study confirms that Pt clusters and neighboring Pt single atoms can synergistically catalyze the Tafel step and reduce the energy barrier in forming the H-H bond. At the same time, the platinum cluster reduces the energy barrier of the nearby platinum single-atom site to the Heyrovsky step and accelerates the reaction with hydrated hydrogen ions. Studies have shown that platinum clusters and platinum single-atom composite loading structures exhibit excellent activity for the Volmer-Tafel or Volmer-Heyrovsky reaction paths of HER reactions. This work provides a clear understanding of the synergistic effect of Pt1+Cs-NPC, which provides guidance for developing efficient HER catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
chiho发布了新的文献求助10
刚刚
斯文败类应助干净翠采纳,获得10
1秒前
欢喜发卡完成签到,获得积分10
2秒前
潜伏完成签到,获得积分10
2秒前
leleovo发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
星星发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
8秒前
8R60d8给ambitiouslu的求助进行了留言
9秒前
JamesPei应助ravenye采纳,获得30
9秒前
山槐完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
王佳怡完成签到,获得积分10
12秒前
刘欣靓完成签到,获得积分10
13秒前
hbvyjnn发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
星星完成签到,获得积分10
14秒前
明理的忆之完成签到,获得积分10
14秒前
18秒前
理想三寻完成签到,获得积分10
20秒前
zx598376321完成签到,获得积分10
21秒前
敬业乐群发布了新的文献求助10
22秒前
cnspower驳回了Ava应助
24秒前
24秒前
兔兔要睡觉完成签到,获得积分10
25秒前
辛勤誉完成签到 ,获得积分10
27秒前
aq22完成签到 ,获得积分10
28秒前
脑洞疼应助lvlv采纳,获得20
28秒前
烙饼完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
春春完成签到 ,获得积分10
29秒前
present发布了新的文献求助10
31秒前
123455完成签到,获得积分10
31秒前
33秒前
巴山郎完成签到,获得积分10
34秒前
36秒前
37秒前
NexusExplorer应助7号采纳,获得10
39秒前
天天快乐应助present采纳,获得10
39秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Learning and Motivation in the Classroom 500
Theory of Dislocations (3rd ed.) 500
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5225595
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4397219
关于积分的说明 13686133
捐赠科研通 4261786
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2338712
邀请新用户注册赠送积分活动 1336095
关于科研通互助平台的介绍 1292013