碱性水电解有望大规模生产氢气，但它遇到了高电压和较高电流密度下稳定性有限等挑战，这主要是由于电子传输动力学效率低下。

在此，德累斯顿工业大学Alexander Eychmüller，河北工业大学Xiaoming Zhang设计了一种新型钴基金属异质结构（Co₃Mo₃N/Co₄N/Co），具有出色的水电解性能。

文章要点

1）操作拉曼实验表明，Co₃Mo₃N/Co₄N异质界面的形成促进了自由水的吸附和解离，增加了用于后续氢气生产的可用质子。此外，Co₃Mo₃N/Co₄N异质界面的电子结构的改变优化了界面处氮原子的ΔGH。界面氮原子和金属相钴之间的协同效应为析氢反应（HER）创造了高效的活性位点，从而提高了整体HER性能。此外，异质结构表现出快速的OH吸附速率，加上强大的吸附强度，从而提高析氧反应（OER）性能。至关重要的是，金属异质结加速了电子传输，加快了上述反应步骤并提高了水分解效率。

2）水电解槽中的Co₃Mo₃N/Co₄N/Co电催化剂具有优异的性能，在10 mA cm^-2下具有1.58 V的低电池电压，并且在200 mA cm^-2下100小时内保持100%的保留，超越了Pt/C| |RuO₂电解槽。

参考文献

Yuanwu Liu, et al, Cobalt-based Co3Mo3N/Co4N/Co Metallic Heterostructure as a Highly Active Electrocatalyst for Alkaline Overall Water Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202319239

DOI: 10.1002/anie.202319239

https://doi.org/10.1002/anie.202319239