近日，北京化工大學的孫曉明教授、王楓梅教授及國家納米科學中心王振興研究員，從實驗和理論上證明了電催化析氫過程可以通過二維CuInP2S6鐵電材料的本征鐵電-順電態相變過程來進行“操控”。反應溫度在相變點（Tc=318 K）附近時，CuI位移引起的鐵電態向順電態的轉變會調控CuInP2S6電極表面的析氫反應過程，進而在該相變點處表現出過電位和表觀活化能不連續的特性，表明鐵電相變對電催化析氫熱力學和動力學具有顯著影響。與此同時，當Pt單原子負載在CuInP2S6上時，順電相的電極表現出比鐵電相電極更低的表觀活化能和更高的電催化析氫活性。這主要歸因于CuInP2S6面外鐵電極化方向的切換，使得Pt位點上H吸附的強弱發生變化，同時促進了H+吸附和H2分子脫附過程。
?該工作中，作者研究了CuInP2S6的鐵電-順電相轉變對其電催化析氫活性的影響，結合理論模擬，發現在順電相時具有更好的析氫活性，其極化方向的切換可以操控*H吸附的強弱，從而表現出更高效的電催化析氫性能。這項工作驗證了鐵電催化劑的相變在電催化行為中發揮的關鍵作用，首次闡明了電催化劑的鐵電相變與其活性之間的關系，為設計可切換的電催化劑提供了新的機遇和方向。
Prof. Fengmei Wang,?Prof. Lin Ju,?Binglan Wu,?Dr. Shuhui Li,?Dr. Jian Peng,?Yetao Chen,?Dr. Marshet Getaye Sendeku,?Kairui Wang,?Yuchen Cai,?Prof. Jun Yi,?Prof. Ying Yang,?Prof. Zhenxing Wang,?Prof. Xiaoming Sun
文章的第一作者是北京化工大學的王楓梅教授，安陽師范學院的鞠林教授和聯合培養碩士研究生吳兵蘭。
Angewandte Chemie International Edition
DOI:?10.1002/anie.202402033
