HER和HOR在碱性介质中的反应速率比在酸性介质中的反应速率慢得多。研究发现，利用具有更高亲氧性的外来金属修饰铂表面，是改善析氢和氢氧化反应动力学一种很有前景的策略。与早期的过渡金属元素类似，Ru也比Pt具有更高的亲氧性。然而，Ru对Pt用于HER/HOR的促进作用尚不完全清楚。

有鉴于此，香港科技大学邵敏华教授等人，以Ru修饰Pt作为模型系统，通过原位红外光谱和理论计算相结合的方法揭示了催化活性提高的内在机制。

本文要点

1）以Pt–Ru双金属表面作为研究模型，采用具有衰减全反射(ATR)配置的表面增强红外吸收光谱(SEIRAS)对电化学界面进行直接监测。结合电化学、光谱测试和理论计算研究，可以有效地了解Pt和Ru在电化学反应过程中的单独贡献。

2）研究表明，在碱性溶液中，由于Pt基底的应变效应和电子效应，Ru修饰Pt的析氢和氢氧化反应活性与钌覆盖率成正比，这降低了Volmer决速步的能垒，这些是催化活性提高的主要原因。

3）证实了在碱性介质中的Ru修饰Pt表面上，与亚表面铂相互作用的表面钌原子比铂活性高一个数量级，覆盖层/基底相互作用是增强HER/HOR动力学的主要原因，即钌原子而不是铂原子是该系统中的主要活性位点。

总之，该工作不仅更深一步地揭示了氢电催化机理，而且为先进电催化剂的合理设计提供了指导。

参考文献：

Zhu, S., Qin, X., Xiao, F. et al. The role of ruthenium in improving the kinetics of hydrogen oxidation and evolution reactions of platinum. Nat Catal 4, 711–718 (2021).

DOI: 10.1038/s41929-021-00663-5

https://doi.org/10.1038/s41929-021-00663-5