为了应对迅速增加的全球能源危机和环境退化问题，电催化水裂解制氢与可再生能源发电相结合被认为是一种有前途和可持续的方法。其中，碱性电解液中的电解水制氢还面临着挑战，由于析氢反应（HER）中基元反应与氢脱附过程是影响电解水效率的主要因素，因此亟待协调解决。今日，青岛科技大学刘尚果、刘希恩和乌尔桑国家科学技术学院Cho Jaephil团队报道了一种含有微量P掺杂的缺陷TiO₂负载的Ru团簇（Ru/P-TiO₂）HER催化剂。

本文要点：

1）作者合成的Ru/P-TiO₂催化剂具有和商业铂碳催化剂相媲美的HER活性，在-0.05 V (vs.RHE)下具有9984.3 mA mg_Ru^-1的质量活性，是商业铂碳催化剂和Ru/TiO₂催化剂的34.3和18.7倍。

2）通过实验和理论验证，作者还发现在不同的相下具有不同的催化活性，TiO₂金红石相比锐钛矿相更能显著增强HER活性。并且金红石型TiO₂上丰富的表面氧空位促进了水的吸附和解离，而用P⁵⁺部分取代Ti⁴⁺能够促进氢从Ru位溢出到表面P位，从而增强了HER活性。

参考文献：

Shizheng Zhou,Haeseong Jang,Qing Qin,Liqiang Hou,Min Gyu Kim,Shangguo Liu,Xien Liu,Jaephil Cho Boosting Hydrogen Evolution Reaction by Phase Engineering and Phosphorus Doping on Ru/P-TiO2 （2022）

DOI: 10.1002/anie.202212196

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212196