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面對嚴重的氣候變化和巨大的能源需求，有效的催化劑在減少化石燃料消耗方面具有重要作用而越來越重要。其中，水裂解的析氫反應（HER）和析氧反應（OER）是生產清潔可持續能源的可行途徑。

基于此，大連理工大學高峻峰教授（通訊作者）等人報道了他們通過PtSe₂中硒（Se）缺陷的原子結構和相關的掃描隧道顯微鏡圖像，系統地研究了缺陷PtSe₂（d-PtSe₂）單層中各種硒（Se）空位的結構、組成和催化性能，并且詳細預測了不同條件下空位的平衡分數。

大工高峻峰AEM：缺陷工程PtSe2中Se空位的優異HER和OER催化性能：從模擬到實驗

作者指出在PtSe₂中引入Se空位后，它們是相當穩定的。遷移勢壘超過3 eV，因此Se空位穩定地位于其位置而不擴散。同時，每個Se空位確實捕獲了局部電荷，這有利于催化作用。

考慮到水溶劑化效應，作者從頭計算預測Se-1V、2V和3V都非常適合HER催化。最重要的是，作者首次發現Se-2V具有優異的OER催化性能，這在Pt基材料中是罕見的。

作者采用化學氣相沉積技術，在773 K溫度下對Pt箔進行直接Se化，制備出有缺陷的PtSe₂。通過實驗測量發現，使用多晶Pt箔合成的缺陷PtSe₂在HER和OER中都具有優異的性能。

理論和實驗結果之間的良好一致性表明，有缺陷的PtSe₂的HER和OER性能比Pt箔更有效，是一種優異的雙極催化劑。該研究不僅為尋找良好的催化劑提供了理論和實驗協同研究的基礎，而且促進了PtSe₂在水分解中的應用。

Excellent HER and OER Catalyzing Performance of Se-Vacancies in Defects-Engineered PtSe₂: From Simulation to Experiment. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202102359.

https://doi.org/10.1002/aenm.202102359.

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