?楊年俊/童希立AFM：Co摻雜Rh電催化劑高效制氫
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在電化學整體水分解中高效制氫，需要用于析氫反應（HER）和快速氧化反應的高性能電催化劑，以取代緩慢的析氧反應（OER）。
基于此，
德國錫根大學楊年俊教授和中科院山西煤炭化學研究所童希立副研究員（共同通訊作者）等人
報道了使用鈷（Co）納米片作為橋，在炭黑上生長Co摻雜的Rh納米顆粒（Co-Rh
2
）。
Co-Rh
2
用于堿性介質中的甲醇氧化反應（MOR）時，在電流密度為10 mA cm
-2
時表現(xiàn)出低至2 mV的過電位，質量活性高達889 mA mg
-1
。
DFT計算，揭示了Co摻雜和未摻雜Rh納米顆粒上的HER和MOR機制。當Co原子位于由112個Rh原子和4個Co原子組成的納米團簇模型（Rh
112
Co
4
）的子層時，結構最穩(wěn)定。
通過態(tài)密度（DOS）看出，Co摻雜Rh納米顆粒的
d
-帶中心為-1.15 eV，比未摻雜Rh納米粒子的（-1.11 eV）更負。在Co摻雜Rh中，隨著Co摻雜含量的增加，
d
-帶中心僅表現(xiàn)出不顯著的負移。
對于HER性能，作者計算了Rh和Co摻雜Rh（Rh
112
Co
4
）電催化劑上吸附氫的吉布斯自由能（?G
H*
）。
Rh
112
Co
4
納米顆粒的?G
H*
值（-0.286 eV）與未摻雜Rh納米粒子的?G
H*
值（-0.283 eV）接近，表明Co摻雜對整個納米顆粒電子結構的改變太弱，不能被視為提高催化活性的關鍵因素。
在Volmer步驟中，Rh
112
Co
4
納米顆粒比未摻雜的Rh納米顆粒表現(xiàn)出更低的激活勢壘。因此，Co摻雜Rh納米顆粒的水解離活性增強是由于Co摻雜促進了水的吸附和解離，穩(wěn)定了關鍵反應的過渡狀態(tài)。
Coupling Methanol Oxidation with Hydrogen Evolution on Bifunctional Co-Doped Rh Electrocatalyst for Efficient Hydrogen Generation.
Adv. Funct. Mater.,
2022
, DOI: 10.1002/adfm.202209134.
https://doi.org/10.1002/adfm.202209134.
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