用于碱性析氢反应 (HER) 的高效过渡金属氧化物电催化剂在能量转换方面受到了广泛关注，但受到其缓慢的水解离和不利的氢迁移和耦合的限制。

有鉴于此，韩国成均馆大学Hyoyoung Lee等人，在DFT计算指导下，通过功能化HER催化剂，以克服缓慢的水离解和析氢问题。在NiO上进行局部羟基化(OH^-)，调节了附近Ni和O位的电子构型，减弱了活性表面的亲氧性，并使其与水加速解离。将OH修饰的NiO与Cu结合，可以进一步引导氢溢出，促进H₂的生成。

本文要点

1）在系统密度泛函理论（DFT）预测下，在具有代表性的NiO上，羟基化（OH^-）和与金属 Cu 偶联的异质界面可以分别降低水解离的能垒，并促进氢溢出。在理论预测的推动下，巧妙地设计了一种巧妙的策略，以在中等浓度的 KOH（HOM-NiO）中实现电化学 OH-改性，并在 HOM-NiO 和 Cu 的异质界面上实现了氢的快速溢出，确保增强的 HER 动力学。

2）通过原位 XAS 和电化学模拟系统地研究了这种 HOM-NiO/Cu，验证了其对 HER 的非凡优点，包括增强的水解离、减轻有利于连续吸附水的亲氧性和加速氢溢出，从而在 1.0 M KOH 中表现出极好的 HER 活性在 10 和 1000 mA cm^-2 的电流密度下具有 33 和 310 mV 的过电位，性能优于 Pt/C。

总之，该工作不仅突出了化学修饰与物理异质界面相结合对促进HER动力学的重要意义，而且阐明了克服相关问题的基本原理，对其他反应用电催化剂的设计具有指导意义。

参考文献：

Yang Liu et al. Unraveling the Synergy of Chemical Hydroxylation and the Physical Heterointerface upon Improving the Hydrogen Evolution Kinetics. ACS Nano, 2021.

DOI: 10.1021/acsnano.1c05324

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05324