Key Role of Bridge Adsorbed Hydrogen Intermediate on Pt–Ru Pair for Efficient Acidic Hydrogen Production

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作者
Hao Zhao,Baoxin Ni,Yongyu Pan,Yuze Li,Jun Li,Guo‐Liang Wang,Zhiqing Zou,Kun Jiang,Qingqing Cheng,Lianhai Zu,Hui Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (26): e2503221-e2503221 被引量:31
标识
DOI:10.1002/adma.202503221
摘要

Abstract Atop and multiple adsorbed hydrogen are considered as key intermediates on Pt‐group metal for acidic hydrogen evolution reaction (HER), yet the role of bridge hydrogen intermediate ( * H bridge ) is consistently overlooked experimentally. Herein, a Pt atomic chain modified fcc ‐Ru nanocrystal (Pt–Ru( fcc )) is developed with a co‐crystalline structure, featuring * H bridge intermediate bonded on the Pt–Ru pair site. Electrons leap from the pair site to * H bridge facilitate hydrogen desorption, thus accelerating the Tafel kinetics and ensuring outstanding electrocatalytic performance, with a low overpotential (4.0 mV at 10 mA cm −2 ) and high turnover frequency (56.4 H 2 s −1 at 50 mV). Notably, the proton exchange membrane water electrolyzer PEMWE with ultra‐low loading of 10 ug Pt cm −2 shows excellent activity (1.61 V at 1.0 A cm −2 ) and low average degradation rate (4.0 µV h −1 over 1000 h), significantly outperforming the benchmark Pt/C. Furthermore, the PEMWE‐based 80 µm Gore membrane under identical operating conditions requires only 1.54 and 1.58 V to achieve 1.0 and 1.5 A cm −2 . This finding highlights the key role of * H bridge at the Pt–Ru interface in obtaining high HER intrinsic activity and underscores the transformative potential in designing next‐generation bimetallic catalysts for clean hydrogen energy.
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