铁三角元素（铁，钴和镍）在地球上含量丰富，被广泛用作工业氢化反应和电解水制氢的催化剂。然而，铁三角金属基催化剂由于具有不同的晶体结构（hcp或fcc）和形貌以及对氢的强吸附能力，导致反应活性位不足和反应过程中活性位容易被中间产物所覆盖，进而难以保证电解水制氢过程中所需的高活性和稳定性，严重限制了工业化应用。

有鉴于此，澳大利亚新南威尔士大学赵川教授等人，报道了一种由氧化钒(VOx)簇调制的金属钴催化剂(表示为Co(VOx))的碱性HER活性。

本文要点

1）利用钒氧化物团簇（VOx）作为调节剂，来调控hcp金属Co催化剂的物理性质和电子结构，从而使所制备的Co(VOx)电极具有高效的碱性制氢活性(HER)和稳定性。

2）系统X射线吸收光谱（XAS）和X射线晶体学研究证实了VOx团簇在电沉积过程中形成的无序非晶相，能够有效地诱导形成高度无序晶体结构的和晶粒细化的hcp金属。

3）最佳的Co（VOx）电极可实现3％的最佳掺杂水平，在178 mV的过电势下可提供-100 mA cm^-2的电流密度，而在纯Co上则为344 mV。密度泛函理论（DFT）计算表明，VOx能够有效地将电子从Co转移到VOx，从而减少了H-在V-Co（001）上的吸附，从而增强了HER。

总之，该工作为开发廉价、活性高和稳定性好的非铂基制氢电极走向实际提供了一种新的思路。

参考文献：

Yibing Li et al. Vanadium Oxide Clusters Decorated Metallic Cobalt Catalyst for Active Alkaline Hydrogen Evolution. Cell Reports Physical Science, 2020.

DOI: 10.1016/j.xcrp.2020.100275

https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100275