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半個多世紀以來，過渡金屬碳化物一直被認為有望替代貴金屬鉑基催化劑用于電催化析氫反應的材料。但是，由于質子活性降低以及過渡金屬中心的堿性溶解問題，過渡金屬碳化物在高pH值電解液的催化HER反應性能受到嚴重阻礙。

有鑒于此，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所崔義研究員等利用表面研究技術對Mo₂C模型催化劑體系進行驗證，發現Al³⁺摻雜的MoO₂層作為表面的Mo₂C微球催化劑在堿性HER電催化反應中表現優異性能。

本文要點：

（1）

起始電位近乎為零，在10 mA/cm²電流密度的過電位僅為40 mV，Tafel斜率僅為45 mV/dec，而且在連續200 h的HER電催化反應過程中表現了長期穩定性。通過先進的形貌表征和光譜表征，表明Al-MoO₂終止層的局部-Al-OH-Mo-結構作為強Br?nsted酸位點，加快堿性HER反應的脫質子化反應動力學。

（2）

這項工作為探索電解水及其他領域的高性價比催化劑，提供了一種通過調整終端層的酸性進行設計催化劑的策略。

參考文獻

Chen, Z., Yang, M., Li, Y. et al. Termination-acidity tailoring of molybdenum carbides for alkaline hydrogen evolution reaction. Nat Commun 16, 418 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-55854-6

https://www.nature.com/articles/s41467-025-55854-6