缓慢的水分解(Volmer步骤)是限制碱性析氢反应（HER）的限速步骤，阻碍了清洁氢资源的有效工业生产。

有鉴于此，上海同济大学张弛教授、黄智鹏教授和南京林业大学Danil W.Boukhvalov等人，通过在碱式碳酸钴和氧化钛（TiO₂@CoCH）之间的复合材料进行原位表面重构来促进Volmer步骤，并且由此得到的活化结构成为碱性HER的高效电催化剂。

本文要点

1）TiO₂可以在碱性HER期间诱导CoCH的表面重构，显着增加CoCH的活性表面积并产生有利于表面Volmer步骤的活性位点。

2）实验表征和密度泛函理论计算证明，在HER电位作用下，光滑的TiO₂@CoCH表面被粗糙化，并在TiO₂中形成Co间隙缺陷，这在能量上有利于Volmer步骤。

3）活化的复合材料在20 mA cm^-2的电流密度下表现出99±6 mV的过电位，在100 mA cm^-2的电流密度下表现出187±21 mV的过电位，这表明TiO₂@CoCH是一种有希望的碱性HER非贵金属电催化剂。

参考文献：

ling Yuan et al. Modulation of Volmer step for efficient alkaline water splitting implemented by titanium oxide promoting surface reconstruction of cobalt carbonate hydroxide. Nano Energy, 2021.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105732

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105732