张正富/侴术雷等Angew：双金属Ni基合金助力高效碱性HER

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过渡金属合金（transition-metal alloys）由于其独特的优势，目前作为有前途的碱性析氢反应（HER）电催化剂受到广泛的关注。然而，传统的密度泛函理论（DFT）衍生的d-带理论无法描述空穴位点上的氢吸附能（ΔG _H ）。基于此， 昆明理工大学张正富教授 、 温州大学侴术雷教授和澳大利亚伍伦贡大学Jian Peng（共同通讯作者）等人 报道了通过研究一系列Ni-M（M=Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Mo、W）双金属合金的ΔG _H ，发现通过多金属M-H化学键的协同作用能够改进的d-带中心，作为氢吸附能的可靠描述符，并筛选出具有接近最好ΔG _H 的潜在Ni-Cu HER电催化剂。

研究发现，将氧原子引入Ni-M（O-NiM）以平衡*OH的吸附/解吸，定制的水解离电催化位点可以协同加速多步碱性HER。直接的实验验证表明，O-NiCu催化剂具有最佳的HER活性，在电流密度为10和100 mA cm ^-2 下分别具有23和69 mV的超低过电位，远低于贵金属Pt/C和已报道的电催化剂。同时，在1 M KOH溶液中，O-NiCu催化剂在电流密度为10 mA cm ^-2 下过电位为23 mV，Tafel斜率为34.1 mV/dec。

微动力学分析和DFT计算，进一步证实了高能碱性HER动力学过程。此外，原位形成的NiCu/NiOOH不仅显示出有吸引力的HER催化活性，而且促进了对快速动力学碱性HER催化剂的合理设计的机理理解。该工作不仅拓宽了d-带理论的适用性，而且为设计高效的碱性 HER 电催化剂提供了重要的理解。

Manipulating the Water Dissociation Electrocatalytic Sites of Bimetallic Ni-based Alloy for Highly-Efficient Alkaline Hydrogen Evolution. Angew. Chem. Int. Ed., 2022 , DOI: 10.1002/anie.202202518.

https://doi.org/10.1002/anie.202202518.

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