Ultrafast H‐Spillover in Intermetallic PtZn Induced by the Local Disorder for Excellent Electrocatalytic Hydrogen Evolution Performance

金属间化合物 过电位 材料科学 合金 催化作用 化学工程 电化学 物理化学 冶金 电极 化学 有机化学 工程类
作者
Meiling Wang,Zhengju Shi,Wenwen Shi,Jingyun Jiang,Jianhong Lan,Ruizhen Li,Yuanyuan Yan,Zhenyu Liu,Longyi Fu,Xuguang Liu,Shengbo Sang,Yingjie Hu,Jiadong Zhou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (3): e2409575-e2409575 被引量:44
标识
DOI:10.1002/adma.202409575
摘要

Abstract Ordered intermetallic Platinum‐Zinc (PtZn) shows potential in hydrogen evolution reaction (HER), but faces a huge challenge in activity enhancement due to the H‐repulsion properties of Zinc (Zn). Here, local disorder in ordered intermetallic PtZn nanoparticles confined in N‐doped porous carbon (I‐PtZn@NPC) via a confinement‐high‐temperature pyrolysis strategy is realized to boost the HER performance. Experiments and calculations demonstrate that the local substitution of Pt atoms for Zn atoms creates an ultra‐short H‐spillover channel (Pt site→Pt‐Zn bridge site →Zn site). Benefiting from such an ultra‐fast H‐migration from Pt site to Zn site, I‐PtZn@NPC exhibits enhanced intrinsic activity with an ultralow overpotential ( η 10 : 2.3 mV, η 100 : 24 mV) than commercial Pt black catalyst. Furthermore, a 25 cm 2 commercial proton exchange membrane (PEM) electrolyzer equipped with I‐PtZn@NPC achieved stable operation at 1.60 V cell for 200 h at a current density of 1 A cm⁻ 2 . This design of local Zn disorder in the ordered intermetallic PtZn sheds new light on the rational development of efficient Zn‐based alloy HER electrocatalysts.
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