高效电催化剂的缺乏严重阻碍了电化学析氢反应（HER）在水分解制氢中的大规模应用。

近日，湖南大学黄宏文教授，章佳威报道了通过碳层限制和表面亲氧性改性相结合的策略，实现了协同级联析氢。

文章要点

1）金属前驱体（乙酰丙酮钌和乙酰丙酮铬）和溴化钾（KBr）的混合物在300 °C的还原气氛（5%H₂/95%N₂）下退火90 min。在煅烧过程中，金属前驱体被熔化并在KBr表面分解，KBr表面作为硬模板，通过改变成核过程中金属原子的扩散速率来抑制团聚。在自然冷却至室温后，用去离子水和乙醇洗涤残渣，去除KBr和可能的污染物，得到RuCr@C催化剂。

2）碳层限制的超细RuCr纳米颗粒（RuCr@C）表现出优异的HER活性（J₁₀=19 mV，周转频率=4.25 H₂ s^-1），超过了基准Pt/C和大多数已报道的HER电催化剂。

3）实验和理论计算相结合的结果表明，表面吸附修饰和电子结构调节协同提高了RuCr@C催化剂上的HER动力学。通过Cr掺杂稳定水的最终解离态（*H和*OH），加速Volmer步骤，并通过碳层限制促进Heyrovsky步骤。

这项工作强调了一种协同级联策略来促进HER动力学，这对促进未来电催化的发展至关重要。

参考文献

Feixiang Bao, et al, Synergistic Cascade Hydrogen Evolution Boosting via Integrating Surface Oxophilicity Modification with Carbon Layer Confinement, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202108991

https://doi.org/10.1002/adfm.202108991