郭少军教授AM：PtMo/MoOx实现抗CO电催化HOR/HER

碱性氢氧化反应/析氢反应（HOR/HER）电催化剂是实现阴离子交换膜器件的关键，但是目前最先进的碱性HOR电催化剂由于同时优化不同吸附剂的表面吸附而导致内在活性低和严重的CO中毒问题。

基于此，北京大学郭少军教授（通讯作者）等人报道了将MoO_x原子层沉积到PtMo纳米颗粒表面上，构建了一种PtMo/MoO_x电催化剂。对于碱性的HOR，该催化剂表现出较高的动力学（j_k）和交换电流密度（j₀），在50 mV vs. RHE时分别为3.19 mA μg_Pt⁻¹和0.83 mA cm_Pt⁻²，分别是商用Pt/C的10.3倍和3.8倍。对于碱性的HER，其在10 mA cm⁻²时达到了创纪录的37 mV低过电位。

通过DFT计算发现，HOR的路径如下：H原子被吸附在表面，伴随OH物种形成共吸附，然后H*与OH*结合形成H₂O分子。PtMo/MoO_x-1具有更热中性的氢吸附自由能（ΔG_H*）值为-0.03 eV，比PtMo NPs （-0.2 eV）和Pt（-0.31 eV）更接近平衡。PtMo/MoO_x-1的HBE明显减弱，极大加快了HOR中的Volmer步骤。同时，PtMo/MoO_x-1的羟基吸附自由能（ΔG_OH*）明显高于Pt/C。总之，PtMo/MoO_x-1具有优异的HOR性能，可归因于ΔG_H*和ΔG_OH*的良好平衡。

作者利用极限从头算分子动力学（AIMD）模拟方法评估了CO氧化的能垒，对于PtMo/MoO_x-1催化剂，非晶态MoO_x倾向于提供额外的氧原子，将CO氧化为CO₂，同时伴随着CO₂从表面的解吸。PtMo/MoO_x-1表面CO*氧化的能垒低至0.688 eV，而Pt和PtMo NPs需要吸附额外的OH*来帮助CO氧化。纯Pt和PtMo NPs上CO*氧化成COOH*的能垒分别为1.76 eV和1.50 eV，远高于PtMo/MoO_x-1，表明PtMo/MoO_x-1具有较强的CO毒性抵抗能力。

Amorphous MoO_x with high oxophilicity interfaced with PtMo alloy nanoparticles boosts anti-CO hydrogen electrocatalysis. Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202211854.

https://doi.org/10.1002/adma.202211854.