人们发现Ru单原子和Ru纳米粒子结合能够得到性能优异的碱性HER电催化剂，但是由于HER反应更容易在活性更低的Ru单原子而不是Ru纳米粒子上发生，导致催化剂的活性受到影响。

有鉴于此，中国科学院大学周克斌、郝郑平、Mingzhen Hu等将亲氧的Ce单原子与完全暴露的Ru纳米粒子修饰在氮掺杂的碳基底上，显著改善碱性HER性能。

主要内容

（1）

通过将亲氧性Ce单原子与Ru纳米粒子修饰在氮掺杂的碳基底上，碱性HER催化活性位点完全转移到Ru纳米簇，因此显著改善碱性HER催化活性。在过电势为-0.05 V，催化剂的质量活性达到-10.1 A mg^-1，这个优异的电催化活性有助于理性设计HER催化活性位点和发展高活性碱性HER电催化剂。

（2）

亲氧的Ce原子能够结合水分子解离生成的OH，同时水分子解离产生的H原子吸附在Ru_n纳米簇，因此得到优异的碱性HER催化活性。此外，亲氧性Ce原子和Ru_n纳米簇之间的协同作用能够显著改善Ce₁-Ru_n/NC的催化活性。

参考文献

Shen, F., Zhang, Z., Wang, Z. et al. Oxophilic Ce single atoms-triggered active sites reverse for superior alkaline hydrogen evolution. Nat Commun 15, 448 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-44721-5

https://www.nature.com/articles/s41467-024-44721-5