对于高效的电催化剂来说，操纵催化剂-电解液界面将反应物推入内亥姆霍兹平面(IHP)具有重要意义，然而由于难以捉摸的电化学IHP和固有的惰性催化剂表面，很少有人能实现这一点。

为了充分释放-OH基团对界面水的调节作用，华中科技大学翟天佑教授选择了具有高电子传导性和良好的水分子吸附/脱附性能的镍基催化剂作为底物。通过一步转化，在Ni/Ni₃C异质结上引入了稳定的表面-OH，其中丰富的含氢/含氧配体和界面位错分别为-OH基团提供了来源和锚点。

文章要点

1）同位素标记原位光谱分析和电子局域化函数(ELF)研究表明，-OH基团诱导了强烈的非共价氢键，从而将反应物水分子拖过IHP，不断地为催化中心提供反应物水分子，并参与HER。此外，通过原位电化学阻抗谱(EIS)和密度泛函理论(DFT)计算，揭示了-OH基团与Ni/Ni₃C异质结构的耦合通过极化效应调节了水解离势垒。

2）在碱性介质中，富含羟基的Ni/Ni₃C在高电流密度(500 mA cm^-2@~276 mV)下的析氢活性优于Pt/C。这些研究表明，表面羟基调节方法控制了反应界面，并提供了一种为不同反应创造高电流密度电催化剂的通用策略。

参考文献

Qunlei Wen, et al, Engineering a Local Free Water Enriched Microenvironment for Surpassing Platinum Hydrogen Evolution Activity, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202206077

https://doi.org/10.1002/anie.202206077