设计能够供应活性氢的电催化剂/电解质界面，对于碱性HER以及阴离子交换膜水电解槽（AEMWEs）至关重要。

有鉴于此，华中科技大学李箐教授等提出了一种将可溶阳离子引入电催化剂的策略，调控界面活性氢的供应，从而促进碱性条件下的HER反应，并以电化学锂化的亚2 nm的RuSn_0.8纳米线（NWs）进行概念验证。

本文要点：

（1）

研究发现，在HER反应过程中，部分Li⁺能够从锂化的RuSn_0.8纳米线中原位溶解，这往往会影响界面结构，并有利于质子的传输。在所有的Li–Ru–Sn和Ru–Sn纳米线中，性能最优的Li_3.0RuSn_0.8纳米线在1.0 M的KOH溶液以100 mA cm^-2电流密度下，展现66 mV的最低初始过电位，并且在30000次加速稳定性循环测试（AST）后，过电位能够进一步降低至38 mV。

（2）

原位Raman光谱和原位XAS光谱表明，Li_3.0RuSn_0.8纳米线对水的解离具有高度活性，并且在加速老化稳定性测试中，溶解的Li离子能够进一步增强氢键网络在质子传输方面。从头算分子动力学模拟和DFT理论计算表明，Li掺入Ru–Sn晶格中有利于降低水的解离能垒，而界面处溶解的Li离子显著提高界面水分子的数量，为生成氢气提供足量的活性氢。

以Li_3.0RuSn_0.8纳米线阴极，搭建阴离子交换膜水电解槽，在1 A cm^-2工业规模的电流密度下，具有极低的电压（1.689 V），优异的稳定性（在1 mA cm^-2电流密度下，在1000 h的恒电流测试过程中，每小时电压损失56 μV，μV h^-1），这是见诸报道的性能最好的碱性HER电催化剂之一。

参考文献

Jialun Mao, Jiashun Liang, Yunan Li, Xuan Liu, Feng Ma, Shuxia Liu, Hao Ouyang, Zhao Cai, Tanyuan Wang, Yufei Zhao, Yunhui Huang, and Qing Li*, Electrochemical Lithiation Regulates the Active Hydrogen Supply on Ru–Sn Nanowires for Hydrogen Evolution Toward the High-Performing Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c17373

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17373