通过电催化析氢反应(HER)电催化水制氢是一种重要的能源技术，其能够有效缓解能源短缺和环境问题。目前，工业电化学制氢通常是基于碱性电解技术，但碱性条件下的HER速率比酸性介质条件下低2~3个数量级。为了解决碱性条件下缓慢的HER动力学这一问题，寻找高效的催化剂来加速水的解离和改变氢的吸附至关重要。近日，吉林大学崔小强和范锦昌等将原子分散的MoOx负载到金属Rh上(MoOx-Rh)，这种催化剂对碱性HER具有优异的活性。
具体而言，研究人员通过一锅溶剂热法成功制备出MoOx-Rh，在Mo-Rh相图中出现混溶隙，这可能有利于Mo原子或纳米结构在Rh表面的分离。所得到的MoOx-Rh金属烯对碱性HER具有显著的催化活性，在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为15 mV，并且在50 mV过电位时的质量活性为2.32AmgRh-1，其性能超过了先前报道的Rh基电催化剂以及商用的Pt/C催化剂。对照实验表明，催化剂高的HER活性主要是由于原子分散的MoOx对金属Rh的界面效应最大化。理论计算表明，MoOx能够优先吸附并促进水解离以生成氢中间体，而附近的Rh位点很容易利用由此产生的氢中间体并进行有效的解吸和H2的释放。总的来说，该项工作为设计具有分散原子尺度界面的高效电催化剂提供了新的策略和指导。Atomically Dispersed MoOx on Rhodium Metallene Boosts Electrocatalyzed Alkaline Hydrogen Evolution. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202207512
