在碱性电解质中进行水电解是通过析氢反应（HER）产生清洁氢能的一种有吸引力的方法，但缓慢的水解离会阻碍随后的氢释放。贵金属氧化物具有催化水分解和析氢的潜力。然而，由于在还原电位下的不稳定性，它们从未用HER。近日，天津大学Xi-Wen Du，Hui Liu，Cun-Ku Dong等研究发现压缩应变可以稳定RhO2团簇并提高其催化活性。
本文要点：
1）作者通过激光烧蚀水中的铑，设计合成了一种在Rh纳米颗粒的表层中嵌入RhO2簇的草莓样结构，其中氧化物簇与金属基质之间的不相容性会引起强烈的压缩应变。
2）实验发现， 所制备的催化剂在碱性条件下显示出高的HER活性，达到10 mA cm−2的电流密度过电势为14mV，Tafel斜率为30 mV dec−1和50小时长期耐久性；此外，RhO2团簇在高达-0.3 V（相对于可逆氢电极）的还原电位下仍保持稳定，并具有优于商用Pt/C的碱性HER活性。
3）高的催化性能归因于压缩应变稳定了RhO2，即使在HER的工作电势下也稳定。
该工作表明，贵金属氧化物在碱性HER上非常有利，应变工程是在还原电势下稳定贵金属氧化物的有效策略。
Zhe Li, et al. Stable Rhodium (IV) Oxide for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction. Adv. Mater., 2020
DOI: 10.1002/adma.201908521
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201908521
