yl8cc永利线路检测中心曹亚丽教授Carbon Energy：Co2P调控Pt表面电子结构用于酸碱兼容的高效甲醇氧化与析氢反应
电解水制氢是消纳太阳能、风能等间歇性可再生能源并转化为稳定化学能的关键路径，但阳极析氧反应（OER）动力学迟缓、过电位高，严重制约其规模化应用。以甲醇氧化反应（MOR）替代OER，可在阳极同步产氢并生成高附加值化学品，是降低能耗的重要策略。铂（Pt）基催化剂虽为HER与MOR的基准材料，但面临资源稀缺、成本高昂及MOR过程中CO中间体强吸附导致的中毒失活等瓶颈。因此，通过界面工程精准调控Pt的电子结构（如d带中心与电荷分布），以优化中间体吸附/脱附行为并增强抗CO中毒能力，成为提升Pt基催化剂综合性能的核心突破口。
yl8cc永利线路检测中心鲁振江副研究员、曹亚丽教授等人通过静电纺丝、高温磷化与原位置换三步法，成功构筑了封装于Co/CNF导电网络中的Pt@Co2P异质结催化剂（Pt@Co2P/Co/CNF）。ICP-OES测得Pt含量为7.0 wt%。该催化剂在酸碱双介质中均展现出卓越的双功能电催化性能：在碱性（1 M KOH）和酸性（0.5 M H2SO4）条件下，HER达到10 mA cm-2所需的过电位分别仅为16 mV和32 mV，Tafel斜率分别为31.4和20.9 mV dec-1，且均实现100小时以上的长期稳定运行。MOR性能同样优异：碱性介质中质量活性高达2082 mA mgPt-1，是商业Pt/C的7.4倍；酸性介质中质量活性达2326 mA mgPt-1，为商业Pt/C的6倍。CO溶出实验表明，该催化剂上COads氧化起始电位低至0.36 V，抗CO中毒能力显著增强。在器件层面，以Pt@Co2P/Co/CNF同时作为阴极（HER）和阳极（MOR）组装电解槽，在10 mA cm-2下碱性介质仅需1.45 V、酸性介质仅需1.39 V的槽压，远低于商业Pt/C||RuO2体系，并分别保持60小时和100小时的稳定运行。
【研究亮点】
本工作的核心在于通过Co2P介导的界面电子调控与Co/CNF载体协同，实现了Pt活性位点电子结构的精准优化。其一，Co2P与Pt形成紧密异质结界面，诱导Pt向Co发生电子转移，使Pt 4f结合能正移0.38 eV，有效降低Pt d带中心，从而削弱COads吸附并加速其氧化去除。其二，P原子掺杂引入P-O与P-C键，增加碳载体缺陷并促进OHads生成，进一步助力COads的氧化脱除。其三，Co/CNF三维导电网络不仅提供了丰富的锚定位点以抑制Pt纳米颗粒迁移团聚，还确保了高效的电荷/质量传输。其四，该催化剂突破了传统Pt基材料pH适用范围窄的局限，在酸性和碱性条件下均保持超高活性与耐久性，为开发酸碱兼容的工业级双功能电催化剂提供了可行范式。其成果以题为“Modulating the Surface Electronic Structure of Pt With Co2P for Effective Methanol Oxidation Reaction and Hydrogen Evolution Reaction Under Acidic and Alkaline Conditions”在国际知名期刊Carbon Energy上发表。本文第一作者为研究生郑娜娜，通讯作者为鲁振江副研究员和曹亚丽教授，通讯单位为yl8cc永利线路检测中心。
文献链接：https://doi.org/10.1002/cey2.70282
