堿性介質中析氫反應 (HER) 的動力學是堿性水電解槽的核心反應,傳統的基于吸附的活性描述符無法準確捕獲。因此,減水或 HER 速率的確切機制和主要驅動力仍然存在激烈爭論。
在這里,萊頓大學Marc T. M. Koper報道了在堿性條件下對 Pt 單晶電極上的 pH 和陽離子依賴性 HER 速率進行了廣泛的動力學測量。
文章要點
1)研究發現與 Pt 階梯位點相互作用的陽離子控制 HER 活性,而它們僅與 Pt(111) 和 Pt(100) 階地相互作用較弱,因此,陽離子不會影響階地位點上的 HER 動力學。這通過階梯式 Pt 表面與不具有階梯特征的 Pt 表面(例如 Pt(111))上的 pH 和陽離子濃度的函數不同的活性趨勢反映出來。
2)研究表明,通過選擇性吸附原子沉積來合理調整這些階梯-陽離子相互作用并選擇最佳電解質組成,可以優化 HER 活性。因此,研究工作表明,催化劑和電解質必須結合定制才能實現盡可能高的 HER 活性。
參考文獻
Akansha Goyal, et al, Alkaline Hydrogen Evolution on Pt Electrodes, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c11866
https://doi.org/10.1021/jacs.3c11866