ABO3±δ钙钛矿是一类重要的无机化合物，具有多种物理、化学和电化学性质，通常被认为是阳极析氧反应（OER）的活性电催化剂。然而，阴极析氢反应（HER）性能较差，限制了其在构建稳定的氧化物基碱电解槽制氢方面的应用潜力。
近日，中科院上硅所王家成研究员，黄富强研究员报道了通过与Ru阳离子进行表面离子交换和钛掺杂RuO2（TRO）纳米颗粒的成核生长可以有效地修饰钙钛矿氧化物(K0.469La0.531)TiO3（KLTO），从而形成复合氧化物型碱性HER电催化剂。
文章要点
1）结果表明，与可逆氢电极(RHE)相比，TRO/RKLTO电催化剂具有显著的析氢活性和较低的过电位（η10=20 mV），。在1 M KOH中过电位为 0.05V时，具有高质量活度（320 A gRu-1）以及价格活性（39 A dollar-1），超过其他最先进的氧化物电催化剂，甚至优于商用RuO2和Pt/C。
2）理论和实验研究表明，表面TRO纳米颗粒与Ru掺杂的KLTO（RKLTO）底物共存协同增强了碱性HER动力学。同时，在RuO2晶格中掺入Ti可以显著降低水的解离势垒，促进Volmer过程。而Ru在KLTO衬底上的表面掺杂可以调节和优化氢吸附自由能。
该策略为设计与能量转换和储能装置相关的氧化物基电催化剂提供了一种新的思路。
Chun Hu, et al, Surface Decoration Accelerates Hydrogen Evolution Kinetics of Perovskite Oxide in Alkaline Solution, Energy Environ. Sci., 2020
DOI: 10.1039/D0EE01598A
https://doi.org/10.1039/d0EE01598A
