設(shè)計(jì)能夠供應(yīng)活性氫的電催化劑/電解質(zhì)界面，對(duì)于堿性HER以及陰離子交換膜水電解槽（AEMWEs）至關(guān)重要。
有鑒于此，華中科技大學(xué)李箐教授等提出了一種將可溶陽離子引入電催化劑的策略，調(diào)控界面活性氫的供應(yīng)，從而促進(jìn)堿性條件下的HER反應(yīng)，并以電化學(xué)鋰化的亞2 nm的RuSn0.8納米線（NWs）進(jìn)行概念驗(yàn)證。
本文要點(diǎn)：
（1）
研究發(fā)現(xiàn)，在HER反應(yīng)過程中，部分Li?能夠從鋰化的RuSn0.8納米線中原位溶解，這往往會(huì)影響界面結(jié)構(gòu)，并有利于質(zhì)子的傳輸。在所有的Li–Ru–Sn和Ru–Sn納米線中，性能最優(yōu)的Li3.0RuSn0.8納米線在1.0 M的KOH溶液以100 mA cm-2電流密度下，展現(xiàn)66 mV的最低初始過電位，并且在30000次加速穩(wěn)定性循環(huán)測(cè)試（AST）后，過電位能夠進(jìn)一步降低至38 mV。
（2）
原位Raman光譜和原位XAS光譜表明，Li3.0RuSn0.8納米線對(duì)水的解離具有高度活性，并且在加速老化穩(wěn)定性測(cè)試中，溶解的Li離子能夠進(jìn)一步增強(qiáng)氫鍵網(wǎng)絡(luò)在質(zhì)子傳輸方面。從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬和DFT理論計(jì)算表明，Li摻入Ru–Sn晶格中有利于降低水的解離能壘，而界面處溶解的Li離子顯著提高界面水分子的數(shù)量，為生成氫氣提供足量的活性氫。
以Li3.0RuSn0.8納米線陰極，搭建陰離子交換膜水電解槽，在1 A cm-2工業(yè)規(guī)模的電流密度下，具有極低的電壓（1.689 V），優(yōu)異的穩(wěn)定性（在1 mA cm-2電流密度下，在1000 h的恒電流測(cè)試過程中，每小時(shí)電壓損失56 μV，μV h-1），這是見諸報(bào)道的性能最好的堿性HER電催化劑之一。
參考文獻(xiàn)
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
