《ACS Nano》期刊发表孔杰教授、李家源副教授团队关于电催化制氢材料研究成果

近日，学院孔杰教授、李家源副教授团队在《ACS Nano》期刊在线发表题为《Proton Relay in Hydrogen-Bond Networks Promotes Alkaline Hydrogen Evolution Electrocatalysis》的研究论文。本研究工作报道了钌颗粒负载于磷化钴纳米片所组成的异质界面催化材料，该材料能够有效诱导Ru-CoP界面内建电场形成。由于水分子属于极性分子，该内建电场的形成可以使界面水定向排列，促进水分子间氢键的形成，显著提升了电催化环境下Ru/CoP材料周围氢键网络连通性，引发了氢键网络介导水解离机制，即水分子在Ru侧解离并将OH传递至Ru表面，而H则通过氢键网络接力传递至CoP侧。该水解离机制具有极低的动力学能垒（0.39 eV）,进而实现了碱性下析氢电催化性能的突破，其在-0.1 V vs. RHE阴极电位下的贵金属利用活性高达66.1 A mg_Ru⁻¹。

学院2023级博士研究生李越飞为论文的第一作者，孔杰教授、李家源副教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助支持。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.5c00318  

图1.Ru/CoP催化材料上氢键网络介导水解离机制示意图

图2. Ru/CoP催化材料的合成与表征

图3. Ru/CoP催化材料的电催化析氢性能

文/图：李家源、高珊珊

审核：姚东东