近日，生化学院王淋博士在三维钌基异质结电催化剂的可控设计及电催化海水分解制氢的研究中取得重要进展，相关成果“Electron Redistribution of Ru Site on MoO₂@NiMoO₄Support for Efficient Ampere-Level Current Density Electrolysis of Alkaline Seawater”以第一作者在Small发表（https://doi.org/10.1002/smll.202311477）。

Small是Wiley出版社旗下旗舰期刊，于2005年创刊，是涵盖材料科学、化学、物理、工程、医学和生物学等领域的纳米和微观学科的顶级多学科期刊之一(IF:13.3)。

该工作中作者开发了一种钌纳米颗粒镶嵌在NiMoO₄/MoO₂纳米棒阵列异质结构表面（Ru/MoO₂@NiMoO₄）的新型电催化剂。获利于活性Ru纳米颗粒与MoO₂@NiMoO₄异质结电子受体相结合的结构稳定优势，Ru/MoO₂@NiMoO₄催化剂在1.0 A cm^-2的安培级电流密度下表现出卓越的电解海水析氢性能，其过电势仅为184 mV，远低于商业Pt/C催化剂。利用多物理场仿真模拟技术分析催化剂表面亲水性变化对于反应器内部氢气浓度分布的作用规律，研究结果表明：基于强亲水性的Ru/MoO₂@NiMoO₄异质结电催化剂的反应器中氢气浓度比基于弱亲水性的MoO₂@NiMoO₄催化剂的反应器中氢气浓度高出近18%。原位电化学红外光谱和理论计算结果也验证了，Ru/MoO₂@NiMoO₄异质结电催化剂中缺电子态的Ru活性位点有利于水解离并能够提供较低的氢脱附能量势垒，从而优化了电解海水析氢反应动力学，导致了电解海水性能的大幅提升。该研究工作不仅有利于加深对电解海水析氢反应动力学的理解，还提供了一种如何调控多界面金属基催化剂内在活性和结构稳定性的研究思路。