通過電催化水分解高效生產(chǎn)綠色氫氣是實現(xiàn)無碳?xì)浣?jīng)濟的強大催化劑。然而，當(dāng)前的電催化設(shè)計面臨著析氫反應(yīng)（HER）性能差（塔菲爾斜率，100-140 mV dec?1）等挑戰(zhàn)，因為水分子在熱力學(xué)上被困在其廣泛的氫鍵網(wǎng)絡(luò)中。
在這里，南洋理工大學(xué)Hiang Kwee Lee通過操縱電催化劑附近的局部水微環(huán)境來驅(qū)動高效的HER。
文章要點
1）這是通過用單層離液分子對納米電催化劑的表面進行功能化來實現(xiàn)的，以化學(xué)方式直接削弱催化點的水-水相互作用。值得注意的是，我們的離液設(shè)計表現(xiàn)出優(yōu)異的塔菲爾斜率（77 mV dec-1）和最低的過電勢（10 mA cm-2ECSA時為0.3 V），超越了其親液設(shè)計（增強了水分子網(wǎng)絡(luò)）和之前報道的電催化設(shè)計分別高達約2倍和約3倍。
2）全面的機理研究強調(diào)了離液表面化學(xué)在破壞水分子間網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵作用，從而釋放出與電催化劑強烈相互作用以促進HER的自由/弱結(jié)合水分子。
研究提供了一種獨特的分子方法，可以輕松地與新興的電催化材料集成，以快速推進綠色氫的電合成，為可持續(xù)化學(xué)和能源應(yīng)用帶來巨大希望。
參考文獻
Li Shiuan Ng, et al, Chaotropic Nanoelectrocatalysis: Chemically Disrupting Water Intermolecular Network at the Point-of-Catalysis to Boost Green Hydrogen Electrosynthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317751
DOI: 10.1002/anie.202317751
https://doi.org/10.1002/anie.202317751
