双活性位点增强碱性产H₂性能

摘要

<正>氢（H₂）由于其高质量能量密度、零碳排放和环境友好性而被广泛关注[1–3]。碱性电催化水分解已成为极具前景的绿色制氢方法之一（特别是由太阳能、风能或水力等可再生能源供电），从而实现真正可持续的氢供应链[4,5]。在碱性析氢反应（HER）过程中，首先涉及H₂O分子的解离，形成吸附的H^*和^*OH中间体，称为Volmer步骤（H₂O→H^*+^*OH）。随后，H^*中间体可与另一个电子和H₂O分子结合（Heyrovsky步骤：H^*+H₂O+e^-→H₂+OH^-），或者直接通过二聚反应（Tafel步骤：2H^*→H₂）形成H₂[6]。由于H₂O解离能垒较高，导致碱性介质中的HER动力学通常比酸性条件下更慢。因此，促进H₂O解离并优化H吸附/解吸动力学对于实现高效碱性HER至关重要[7,8]。

基金资助

supported by the National Natural Science Foundation of China (22202042); Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation (2022A1515140012); Yunnan Fundamental Research Projects (Grant No. 202401CF070036); Special Project for Building a Science and Technology Innovation Center Facing South and Southeast Asia (Grant No. 202503AK140048)