多金属催化剂中晶面的不混溶对推动水电解法生产绿色氢气起着关键作用。四方In与面心立方(FCC)Ni的晶格失配为14.9%，而与六方密排(HCP)Ni的晶格失配为49.8%。

近日，印度科学教育与研究所Sayan Bhattacharyya解决了 Ni 和 In 之间的晶格不混溶性问题，以便通过非水加热胶体还原过程创建一系列 Ni-In 异质合金。

文章要点

1）在添加任何铟之前，18-20 nm Ni NP 的花状自组装由 36 wt% fcc和64 wt% hcp相组成。由于fcc Ni和四方In之间较低的晶格失配，In被选择性地添加到fcc Ni中。由于In的掺入，fcc相的比例逐渐增加到86%，而hcp相的比例下降。因此，fcc相的晶胞参数和体积呈增加趋势，而hcp相的晶胞参数和体积保持不变。随后发生从 In 到 Ni 的电荷转移，并稳定了 Ni 位点的金属状态。 Bader 电荷分析显示 In5 具有最高的 +0.39 正电荷，这有利于 *OH 物种的吸附。

2）In的亲氧性和位点间电荷转移协同提高碱性 HER 活性。 In5仅含 5 at% In，在 1 M KOH 中，In5在10 mA cm^-2下表现出最佳的HER活性，过电势为 67 mV。在 100、200 和 400 mV的 TOF 分别为 0.15、1.23 和 9.15 H2 s^-1，在 – 400 mV 相对于 RHE 时质量活性为 57.5 A g^-1，并且在较高电流密度下具有类似 Pt 的外在活性。 DFT 计算表明，高 HER 活性是由于更自发的 H····OH 吸附、更负的 ΔE_OH、水离解的自发性以及催化剂中毒的预防。

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Surajit Mondal, et al, Lattice Mismatch Guided Nickel-Indium Heterogeneous Alloy Electrocatalysts for Promoting the Alkaline Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301269

DOI: 10.1002/anie.202301269

https://doi.org/10.1002/anie.202301269