Parce que le carburant hydrogène a une densité énergétique élevée et ne pollue pas l'environnement, il a maintenant montré le potentiel de remplacer l'énergie fossile. La réaction de dégagement d'hydrogène (HER) est l'une des méthodes de production d'hydrogène les plus prometteuses en tant que demi-réaction de l'électrolyse de l'eau. Actuellement, les composés traditionnels à base de Pt sont utilisés comme électrocatalyseurs les plus actifs pour les réactions de dégagement d'hydrogène. Cependant, Le pt est relativement rare et cher. Par conséquent, concevoir et synthétiser hautement efficace, stable, et des catalyseurs bon marché est un sujet de pointe dans le domaine de l'électrolyse de l'eau.

Récemment, Zhenxing Li et son équipe de l'Université chinoise du pétrole (Pékin) ont fait des progrès passionnants dans la préparation des catalyseurs HER, en utilisant une méthode simple à un seul pot pour synthétiser des nanoparticules d'alliage ternaire creuses ultra-petites, dont les nanoparticules de PtNiCu, Nanoparticules de PtCoCu et nanoparticules de CuNiCo. Lors de la synthèse, la réaction de déplacement et la gravure oxydative ont joué un rôle important dans la formation de structures creuses. La taille moyenne des nanoparticules de PtNiCu n'est que de 5 nm et ne contient que 10 % de Pt. La structure creuse unique et la grande surface spécifique augmentent le degré d'exposition aux atomes de surface, fournir des centres actifs abondants, et faire en sorte que les nanoparticules de PtNiCu présentent une excellente activité et stabilité électrocatalytique. En électrolyte alcalin, la surtension des nanoparticules creuses de PtNiCu à 10 mA cm ^-2 est aussi faible que 28 mV par rapport à RHE avec une pente de Tafel de 52,1 mV déc ^-1 , qui était inférieur à ceux du Pt/C commercial. En outre, son activité massique est 5,62 fois supérieure à celle du système Pt/C commercial. Cela réduit efficacement le coût des électrocatalyseurs à base de platine et garantit que les atomes de platine sont utilisés plus efficacement.

En analysant le remplissage orbitaire collant et anti-collant, les calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) montrent que le GH* des nanoparticules de PtNiCu est de 0,05 eV, qui est proche de zéro. Dans le processus de réaction de réaction de dégagement d'hydrogène (HER), la force de liaison de différents métaux à l'hydrogène intermédiaire (H*) était de l'ordre de Pt> Co> Ni> Cu. Ainsi, l'excellente performance HER des nanoparticules creuses de PtNiCu peut être attribuée à des interactions modérément synergiques entre les trois métaux et H*. Combinant calculs théoriques et données expérimentales, ce travail propose une nouvelle stratégie pour la conception et la préparation de catalyseurs HER à bas coût et à hautes performances.