理性设计多个位点的电催化剂用于三个不同的功能（H₂O分子解离、H-H偶联、快速释放H₂分子）受到人们的关注，但是具有非常大的挑战。这种设计策略有助于加快碱性体系下的缓慢HER反应动力学。有鉴于此，青岛科技大学刘希恩教授、刘尚果副教授、浙江大学/福耀科技大学蒋建中教授、蔚山科学技术院Jaephil Cho等报道设计了三个不同活性位点的Mo/Ru催化剂Ru/Mo₂C/MoO₂，研究碱性HER电催化反应。

本文要点

（1）

实验和理论计算结果说明Mo₂C/MoO₂界面上高价态Mo（MoO₂）和低价态Mo（Mo₂C）分别具有强OH^-结合能和强H^-结合能，因此能够加快H₂O分子解离。界面Ru具有合适的氢结合能有助于H-H偶联和释放H₂分子。

（2）

这个催化剂显著改善Volmer步骤和Tafel步骤的速率，在碱性电解液达到10 mA cm^-2和1000 mA cm^-2电流密度分别为19 mV和160 mV过电势，并且具有长期稳定性，性能比大多数碱性HER电催化剂更好。这项工作展示了理性设计多个位点的催化剂的策略，有助于多个电子参与的电催化反应。

参考文献

Rationally Designed Mo/Ru-Based Multi-Site Heterogeneous Electrocatalyst for Accelerated Alkaline Hydrogen Evolution Reaction, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202410039

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202410039