浙工大化工王鸿静教授团队在氢溢流效应增强工业级电流密度电解水制氢领域获进展

金属负载催化剂中的氢溢流效应能够有效提高HER的性能。它包括三个步骤:（Ⅰ）金属上的氢吸附（ΔG_H-metal < 0），（Ⅱ）金属→载体上的氢溢流，（Ⅲ）载体上的氢解吸（ΔG_H-support > 0）。然而，金属和载体之间费米能级（E_f）的巨大差异会在界面处引起电荷积累，从而导致高势垒和强质子吸附，限制了HER的活性。当金属和载体之间具有相似的E_f，有利于调控电子构型，降低氢溢流的能量势垒，从而促进HER动力学。通过研究E_f与材料功函数（Φ）（E_f = Φ - E_vac）之间存在定量关系，采用DFT计算Φ_Ir和Φ_Pd。Φ_Ir为5.66 eV，Φ_Pd为4.9 eV，两者相差仅为0.76 eV。这表明Pd和Ir之间较小的ΔΦ有利于氢从金属（Pd）向载体（Ir）溢出，使Pd/Ir成为一种潜在的高效HER电催化剂。

该成果以“Hydrogen spillover effect tuning the rate-determining step of hydrogen evolution over Pd/Ir hetero-metallene for industry-level current density”为题发表于《应用催化B: 环境与能源》（Applied Catalysis B: Environment and Energy），论文第一作者为浙江工业大学化学工程学院助理研究员邓凯博士，通讯作者为化学工程学院王鸿静教授。