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有機(jī)電氧化耦合制氫因其操作電壓低而受到越來(lái)越多的關(guān)注。但是，如何實(shí)現(xiàn)自發(fā)產(chǎn)氫并同時(shí)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)物仍然具有非常高的挑戰(zhàn)。

有鑒于此，華中科技大學(xué)李箐教授、王譚源副教授等開發(fā)超薄的Au/Pt雙晶體納米線（NW）催化劑，用于電化學(xué)葡萄糖氧化和HER反應(yīng)，構(gòu)建自發(fā)進(jìn)行的產(chǎn)氫系統(tǒng)。

本文要點(diǎn)：

（1）

與Pt納米線相比，Au₃Pt納米線具有更多的Pt-Au配位結(jié)構(gòu)，以及在晶體的邊界產(chǎn)生局部拉伸應(yīng)變，這種作用有助于葡萄糖選擇性的電化學(xué)氧化生成葡萄糖酸（GNA）（起始電位僅為0.07 V_RHE，選擇性>90%）。

（2）

原位光譜和理論計(jì)算表明，Au₃Pt納米線可以通過(guò)“Pt位點(diǎn)到Au位點(diǎn)轉(zhuǎn)移”的機(jī)理降低生成葡萄糖酸的能壘，并且減輕Pt位點(diǎn)的中毒現(xiàn)象，有利于強(qiáng)吸附的葡萄糖酸內(nèi)酯分子的脫附。

因此，修飾Au₃Pt納米線催化劑的不對(duì)稱電池實(shí)現(xiàn)了自發(fā)制氫和同時(shí)進(jìn)行葡萄糖的增值化轉(zhuǎn)化，峰值功率達(dá)到50 mW，在50 mA/cm²的電流密度，輸出電壓達(dá)到0.24 V，性能優(yōu)于目前最先進(jìn)的制氫電解槽。該裝置每生產(chǎn)1 kg H₂，陽(yáng)極產(chǎn)物可實(shí)現(xiàn)64.2美元的價(jià)值（葡萄糖酸價(jià)格為1200 美元/噸），而且產(chǎn)生5.36 kWh的電能。

參考文獻(xiàn)

Hao Shi, Tanyuan Wang, Zijie Lin, Shuxia Liu, Xuan Liu, Ruixin Zhou, Zhao Cai, Yunhui Huang, Qing Li, Spontaneous Hydrogen Production Coupled with Glucose Valorization through Modulating Au-Pt Coordination on Ultrathin Au3Pt Twin Nanowires, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202424476

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202424476