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Synergistic effect between Co single atoms and Pt nanoparticles for efficient alkaline hydrogen evolution

Materials Futures 2024年第3期3卷 111-120页

作者： Chengyong Shu Jingwen Cao Zhuofan Gan Peixi Qiu Zhixu Chen Lian Guanwu Zhongxin Chen Chengwei Deng Wei Tang School of Chemical Engineering and Technology Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049People’s Republic of China School of Science and Engineering The Chinese University of Hong KongShenzhenGuangdong 518172People’s Republic of China State Key Laboratory of Space Power-Sources Technology Shanghai Institute of Space Power SourcesShanghai 200245People’s Republic of China

In the pursuit of sustainable energy solutions,the efficiency of the hydrogen evolution reaction(HER)in alkaline conditions has been a significant challenge,primarily due to the sluggish dissociation of water molecules on platinum(Pt)*** this critical issue,our study introduces an innovative Pt-Co@NCS *** catalyst synergistically combines Pt nanoparticles with Co single atoms on a nitrogen-doped carbon scaffold,overcoming the traditional bottleneck of slow water *** unique porous concave structure and nitrogen-enriched surface not only provide abundant anchoring sites for Co atoms but also create a conducive hydrophilic environment around the Pt *** design leads to a drastic improvement in the water dissociation process,as demonstrated by CO stripping and deuterium labeling *** an outstanding current density of 162.8 mA cm^(−2) at−0.1 V versus RHE,a Tafel slope of 26.2 mV dec^(−1),and a superior nominal mass activity of 15.75 mAμgPt^(−1),the Pt-Co@NCS catalyst represents a significant step forward in enhancing alkaline HER efficiency,indicating promising advancements in the field.

关键词： synergistic catalysis single atom catalysts alkaline water splitting flow electrolyser hydrogen evolution

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