设计高性价比、高活性和耐用的铂基电催化剂是电化学析氢反应中的一项重要挑战。这里，先从简易的溶剂热工艺获得的氧化钨/还原氧化石墨烯气凝胶作为载体，随后电化学沉积铂纳米粒子，开发了具有优异的HER活性和耐久性的低铂复合气凝胶(LPWGA)电催化剂 (Pt含量仅有0.8 wt%)。其中，WGA载体具有丰富的氧空位和分级孔结构，既有利于Pt纳米粒子的锚定，又能提供连续的传质和电子转移通道，和调节Pt表面的电子态，这一系列优势赋予LPWGA高的HER活性及耐久性。即使在0.81μg_Pt·cm-2的低负载量下，LPWGA也表现出高的HER活性，在10 mA·cm-2电流密度下仅需要过电位42 mV，此外还显示出优异的电化学稳定性。LPWGA具有较低的Tafel斜率(30 mV dec-1)，在η = 50 mV下周转频率为29.05 s-1，远优于商用Pt/C的性能。这项工作为设计高性能的低铂电催化剂提供了一种新的策略。
 

  Figure 1. 合成WGA和LPWGA样品的示意图。
 
 
Figure 2. a)三维多孔WGA的SEM图像。b）WGA的TEM图像。c)不同样品的XRD图。红线属于Pt的PDF #04-0802，黑线属于WO3的PDF #85-2459。d）LPWGA和WGA的EPR表征。e)具有铂纳米粒子尺寸分布的TEM图像。f）高分辨率TEM图像，插图是通过快速傅里叶变换分析得到的衍射图。
 
 
Figure 3．LPWGA样品的HAADF-STEM图像和EDX元素分布情况（包括Pt，W，C，O，以及Pt和W元素的叠加）。
 
 
Figure 4．a)不同电极材料在0.5 M H2SO4电解液中的极化曲线；b)塔菲尔斜率，c)不同过电位下的质量活性比较，以及d)EIS图，插图是它们的放大高频区域；e) 10000 圈CV扫描前后的HER极化曲线对比。f)计时电位测试。
  
      该研究工作由中山大学刘卫教授课题组于2021年发表在Small期刊上。原文：Tungsten Oxide/Reduced Graphene Oxide Aerogel with Low-Content Platinum as High-Performance Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction。

转自《石墨烯研究》公众号