在原子水平上理解电催化活性对于开发新的无金属碳电催化剂，实现高效的可再生能源转化至关重要。近日，中科院化学所李玉良、薛玉瑞与香港理工大学黄博龙等多团队合作，利用酰胺化碳纤维，提出了一种合理调控结构和电子性能的策略，显著提高了电催化剂析氢反应活性。理论计算表明，表面酰进行胺化修饰会促进二维电子向C =O分支定域。改性后的表面具有自激活电子萃取特性，该特性是由HO-C =Ccatalyst和O= C-Ccatalyst之间的快速可逆切换实现的。实验表明，该无金属电极在酸性和碱性介质中均表现出优异的HER活性和长期稳定性，甚至超过了工业用的20% wt% Pt /C催化剂。
Yurui Xue*, Bolong Huang*, Yuliang Li*, et al. Rationally engineered active sites for efficient and durable hydrogen generation. Nat. Commun., 2019
DOI: /10.1038/s41467-019-10230-z
