通过析氢反应(HER)从碱性电解液中的水电解获得清洁氢能的一种很有吸引力的策略，然而缓慢的水解离阻碍了后续的析氢反应。贵金属氧化物具有良好的催化水分解和析氢性能，然而，由于还原电势下的不稳定性，其从未被用于HER。

有鉴于此，天津大学董存库讲师，刘辉副教授，杜希文教授报道了压缩应变可以稳定RhO₂团簇，提高其催化活性。

文章要点

1）研究人员通过激光烧蚀浸泡在水中的Rh靶设计了一种草莓状纳米颗粒催化剂(SLNP)，同时在Rh纳米颗粒的表层嵌入了RhO₂团簇。RhO₂团簇和Rh衬底之间的晶格失配导致了强烈的压缩应变，这在还原电位为−0.3 V（与可逆氢电极(RHE)相比）时，可以稳定氧化铑。

2）SLNP催化剂具有优异的碱性HER活性（10 mA/cm⁻²时的过电位为14 mV；Tafel为30  mV dec⁻¹），优于商用Pt/C以及长期耐久性。

3）密度泛函理论(DFT)计算和原位X射线吸收光谱表明，RhO₂团簇是碱性HER的真正催化组分，压缩应变进一步优化了水和氢在活性中心上的吸附，从而提高了HER性能。

Zhe Li, et al, Stable Rhodium (IV) Oxide for Alkaline Hydrogen Evolution

Reaction, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.201908521

https://doi.org/10.1002/adma.201908521