Synergistic Catalysis of Pt‐Based High‐Entropy Clusters Coupled with Super‐Hydrophilic CeO 2 Enables Efficient Anion Exchange Membrane Water Electrolysis

过电位 材料科学 催化作用 电解水 离解(化学) 交换电流密度 吸附 电解 碱性水电解 化学工程 分解水 离子交换 密度泛函理论 铂金 无机化学 电解质 金属 动力学 电催化剂 金属有机骨架 聚合物电解质膜电解 制氢 纳米技术 离子 碳纳米管 氢经济 合金
作者
Huanyong Wang,Xinqiang Wang,Fan Gao,Jing‐Bo Chen,Xiangrong Ren,Zichao Shen,Ke Wang,Fulai Qi,Yanxia Liu,Yong Gao,Yaxiong Yang,Dingsheng Wang,Zhenglong Li,Wen‐Gang Cui,Hongge Pan
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (2): e14269-e14269 被引量:17
标识
DOI:10.1002/adma.202514269
摘要

Abstract Simultaneously enhancing the intrinsic activity and accelerating H 2 O dissociation kinetics is crucial for developing advanced low‐Pt electrocatalysts for the alkaline hydrogen evolution reaction (HER). Herein, a low‐noble‐metal Pt‐based high‐entropy alloy clusters coupled with super‐hydrophilic CeO 2 on porous carbon support (Pt‐HEA‐cluster/CeO 2 /C) is developed. The optimized Pt‐HEA‐cluster/CeO 2 /C catalyst exhibits the faster Volmer‐Tafel mechanism with an exceptionally low overpotential of 12.3 mV at −10 mA cm −2 in 1.0 m KOH, surpassing the benchmark commercial Pt/C (32.2 mV). When integrated into an anion exchange membrane water electrolysis, the system achieves low cell voltages of 1.74 V at 1 A cm −2 , and can maintain its performance for at least 500 h at an industrial‐level current density. Operando spectroscopy and density functional theory calculations reveal that H 2 O preferentially adsorbs on Ce site of CeO 2 , while the interfacial Pt sites in contact with Ce can simultaneously act as efficient active sites for H 2 O dissociation, thus significantly enhancing the sluggish Volmer kinetics via Ce‐Pt dual‐site synergy. Concurrently, the electronic structure of surface Pt sites is synergistically regulated through the metal bonds in the HEA and interfacial Pt─O─Ce linkage, thus effectively optimizing its hydrogen adsorption free energy. This work establishes a new paradigm in synergistic catalysis between Pt‐HEA‐clusters and CeO 2 for efficient alkaline HER.
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
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
yb716发布了新的文献求助10
刚刚
Tina完成签到,获得积分10
1秒前
liu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
宿醉发布了新的文献求助10
3秒前
核桃发布了新的文献求助10
3秒前
BEST夜完成签到 ,获得积分10
3秒前
安静碧灵完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
哇哦哇哦嗷哦完成签到,获得积分10
4秒前
Akim应助两斤饭采纳,获得10
4秒前
DGFR完成签到,获得积分10
4秒前
叶伟完成签到,获得积分10
4秒前
胡思完成签到,获得积分10
5秒前
YAMO一发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
小晶豆发布了新的文献求助30
6秒前
wangqiqi完成签到,获得积分10
6秒前
苏蔚完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
马克图布发布了新的文献求助10
8秒前
yueyue完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Min完成签到,获得积分10
8秒前
Zyyy完成签到,获得积分10
8秒前
生锈的发条完成签到,获得积分10
8秒前
酷酷的仇天完成签到,获得积分10
8秒前
wjk完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
长风完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.3应助一只盒子采纳,获得10
10秒前
钮祜禄则天完成签到,获得积分10
10秒前
一一完成签到,获得积分10
11秒前
magie完成签到,获得积分10
11秒前
小蝶完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 630
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7377166
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8984812
关于积分的说明 19104940
捐赠科研通 7017575
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3226101
关于科研通互助平台的介绍 2389528
邀请新用户注册赠送积分活动 2206725