无定形材料因其丰富的活性位点与独特的电子构型，在清洁能源的高效催化领域展现出超越晶态材料的潜力。然而受限于苛刻的形成条件，其合成与组分优化研究仍存在巨大空白。本研究通过闪速焦耳加热技术，在毫秒时间内成功制备出铂-镍-磷（PtNiP）三元无定形纳米颗粒——该方法的超快冷却特性使金属前驱体实现玻璃化转变。经组分优化，Pt4Ni4P1无定形纳米颗粒的氢吸附吉布斯自由能达到近乎理想的0.02 eV，甚至优于基准铂金属催化剂。在酸性电解液中的电催化析氢反应中，该材料展现出卓越性能（η₁₀ ∼ 14 mV，塔菲尔斜率 ∼ 18 mV dec^–1，质量活性达商用Pt/C催化剂的5倍）。生命周期评估与技术经济分析表明，与现有工艺相比，该方法可显著降低电解槽催化剂实际生产过程中的温室气体排放、能耗及制造成本。

近日，该研究工作以《Coupling Amorphizaiton and Compositional Optimization of Ternary Metal Phosphides toward High-Performance Electrocatalytic Hydrogen Production》为题发表于JACS。清华大学邓兵特别研究员和南方科技大学吴振宇副教授为该论文的共同第一作者，清华大学邓兵特别研究员、美国莱斯大学Haotian Wang副教授、美国科尔班大学Yufeng Zhao教授、美国莱斯大学James M. Tour教授为共同通讯作者。

论文信息：

Bing Deng^#,*, Zhen-Yu Wu#, Erkang Feng, Lu Ma, Zhe Wang, Jinhang Chen, Lucas Eddy, Alexander Lathem, Teng Wang, Weiyin Chen, Yi Cheng, Shichen Xu, Qiming Liu, Boris I. Yakobson, Haotian Wang*, Yufeng Zhao*, and James M. Tour*, Coupling Amorphizaiton and Compositional Optimization of Ternary Metal Phosphides toward High-Performance Electrocatalytic Hydrogen Production, Journal of the American Chemical Society 2025, doi: 10.1021/jacs.5c00071.

链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00071