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與基面相比，石墨烯邊緣表現出高度局部化的狀態密度，這導致反應性增加。然而，利用這種增加的反應性來錨定和調整單原子催化劑（SACs）的電子態仍然難以捉摸。基于此，澳大利亞新南威爾士大學Rose Amal和韓兆軍博士（共同通訊作者）等人報道了一種在邊緣豐富的垂直排列的石墨烯上錨定具有超低質量負載的Pt SACs（低至 0.71 μg Pt cm^-2）的方法。

對比在混合環境（邊緣和基底）中配位的Pt，主要與石墨烯邊緣配位的Pt表現出顯著提高的析氫反應（HER）性能。在堿性介質中，當過電位η=150 mV時，其周轉頻率（TOF）分別為22.6 s^-1和10.9 s^-1。

更重要的是，在0.71至0.76 μg Pt cm^-2之間的Pt負載量顯著低于商用的Pt負載量（通常為2000 μg Pt cm^-2）和其他文獻Pt/C基準催化劑（通常為50 μg Pt cm^-2），而在清潔能源轉型中應盡量減少稀有金屬的使用量。

通過角度相關X射線吸收光譜和密度泛函理論（DFT）計算表明，邊緣錨定的Pt SACs與石墨烯的π-電子具有穩健的耦合。這種相互作用導致Pt 5d軌道的占用率更高，使d帶中心向費米能級移動，從而提高了*H對HER的吸附。該工作展示了一種通過使用石墨烯邊緣來增強能量轉換反應來設計Pt SACs配位環境的有效途徑。

Pt Single Atom Electrocatalysts at Graphene Edges for Efficient Alkaline Hydrogen Evolution. Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202203067.

https://doi.org/10.1002/adfm.202203067.

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新南威爾士大學AFM：石墨烯邊緣錨定Pt SACs實現高效堿性HER

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