为了将来为我们的社会提供高效的能量转换方案，必须在对氧化还原反应进行精确的热力学和动力学控制方面的突破。双分子层膜是一种由脂质膜覆盖的自组装单分子层膜，是近年来发展起来的用于调节嵌入HBM的电催化剂的性能的膜。HBM发展的一个主要技术障碍是在碱性条件下无法促进质子转移，而非贵金属(NPM)催化剂的性能可以与贵金属催化剂相媲美。

有鉴于此，香港大学Edmund C. M. Tse教授、Ying Li和内华达大学Christopher J. Barile等人，利用生物启发的策略设计碱性条件下具有活性质子载体的HBM。

本文要点

1）受在典型原质子团中发现的氰基(CN)官能团的启发，烷基-CN分子被设计和合成为HBM平台上膜相关的质子载体。在自然界中，质子体通过在较宽的pH范围内通过脂质的质子转运而降低线粒体内部膜电位，从而使氧化磷酸化解偶联。

2）这些生物启发的质子载体可以在碱性条件下促进跨膜质子传递到HBM负载的Cu氧还原反应（ORR）催化剂。在HBM结构中，ORR催化剂是6-(3-(苄氨基)-1,2,4-三氮唑-5-基)氨基)己-1-硫醇(BTT)配体的双核铜配合物。

3）然后使用ORR活性来评估新型基于CN的质子传递剂的质子传递性能。刺激响应质子调节剂可以按需打开ORR催化剂的活性，从而为研究质子转移动力学如何控制可再生能源转换过程的电催化剂的性能打开了大门。

参考文献：

Tian Zeng et al. Nitrile-Facilitated Proton Transfer for Enhanced Oxygen Reduction by Hybrid Electrocatalysts. ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.0c03506

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c03506