负载型铂纳米颗粒的卓越析氢性能：将预成型胶体引入介孔碳薄膜

摘要： 铂是目前已知酸性环境下析氢反应（HER）的最佳催化剂，但同时也是稀缺且昂贵的资源。为降低成本，必须最大化每个金属原子的催化性能。将小尺寸铂纳米颗粒（2-3纳米）沉积在导电性高、易接触且稳定的碳载体上可制得活性催化剂。然而，作为粘结剂的Nafion会堵塞孔隙和活性位点，从而降低催化活性。此外，位于微孔中难以接触的铂也会导致贵金属利用效率低下。我们报道了一种新型合成方法：在预成型铂纳米颗粒表面包覆有序介孔碳（OMC）。这些颗粒仅位于介孔内部，且无需使用Nafion粘结剂。因此，PtNP/OMC催化剂薄膜在高电流密度下的性能尤其优于文献报道的Pt/C催化剂。当几何铂载量为1.6 mgPt/cm2时，PtNP/OMC催化剂薄膜仅需约70 mV过电位即可达到100 mA/cm2的电流密度。