合金化是一种广为接受的用于调节催化剂电子结构的策略。与无序固溶合金相比，金属间化合物具有有序的原子排列，为研究化学成分、原子结构、电子结构和性质之间的关系提供了一个独特的平台。但是，合成用于催化研究的金属间化合物的纳米结构仍然具有挑战性。近日，加拿大国立科学研究院孙书会和张改霞等报道了一种低温熔盐辅助固相还原策略来制备一系列贵金属基碳族金属间化合物相(PtSi、RhSi、Ru2Si3、IrSi、Ru3Sn7、IrSn2、PdSn3、PdSn2和Ru2Ge3)。所获得的PtSi对HER表现出优异的催化活性和长期耐久性。具体来说，PtSi在酸性、碱性和中性溶液中，10 mA cm-2的电流密度下的过电位分别仅为22 mV、38 mV和66 mV。此外，PtSi的LSV曲线在1000次CV循环后衰减可忽略不计；其在约30 mV过电位下(酸性溶液)连续运行40小时，电流密度几乎保持不变。实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，PtSi和吸附的H物种之间的解吸能较低，因此有利于HER性能。换言之，将Si引入Pt会削弱Pt与氢原子之间的结合能，从而进一步促进HER过程中氢的生成。总体而言，这项工作提供了一种简单、简便、通用且可扩展的方法来设计高效的过渡金属硅化物基催化剂用于HER。这种策略还可以扩展到其他高熔点材料，例如金属锗化物(MGes)和金属硼化物(MBs)，用于HER及其他电化学应用。
General Synthesis of Transition-Metal-Based Carbon-Group Intermetallic Catalysts for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution in Wide pH Range. Advanced Energy Materials, 2022. DOI: 10.1002/aenm.202200293
