金属间化合物Pt_(7)Sb投影Berry相位与析氢催化关联的第一性原理计算

作     者：周彦余 李江旭 刘晨 赖俊文 高强 马会 孙岩 陈星秋 ZHOU Yanyu;LI Jiangxu;LIU Chen;LAI Junwen;GAO Qiang;MA Hui;SUN Yan;CHEN Xingqiu

作者机构：中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2024年第60卷第6期

页      面：837-847页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目Nos.51901228,52271016和52188101 辽宁省兴辽英才计划青年拔尖项目No.XLYC2203080 

主　　题：析氢反应 催化剂 投影Berry相位 第一性原理计算 

摘      要：高效催化材料的设计是能源材料领域的重要任务之一。本工作根据寻找具有低Pt负载量的高效析氢反应(HER)催化剂的指导原则,结合投影Berry相位描述符,设计发现了性能优异的HER催化剂立方Pt_(7)Sb,其氢吸附Gibbs自由能(ΔG_(H^(*)))甚至小于Pt元素。因此,在降低Pt负载量的情况下,其HER催化活性有望提高。从电子结构分析来看,2个描述符ΔG_(H^(*))和投影Berry相位之间有很好的一致性。由于投影Berry相位完全由体态(波函数相位)决定,这种一致性意味着良好的催化性能与本征电子结构的拓扑性质之间存在着密切的关系。该结果提供了一个很好的HER催化剂候选材料,降低了Pt的负载量,并为展示催化剂本征拓扑性质的作用提供了参考。