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人們發現Ru單原子和Ru納米粒子結合能夠得到性能優異的堿性HER電催化劑，但是由于HER反應更容易在活性更低的Ru單原子而不是Ru納米粒子上發生，導致催化劑的活性受到影響。

有鑒于此，中國科學院大學周克斌、郝鄭平、Mingzhen Hu等將親氧的Ce單原子與完全暴露的Ru納米粒子修飾在氮摻雜的碳基底上，顯著改善堿性HER性能。

主要內容

（1）

通過將親氧性Ce單原子與Ru納米粒子修飾在氮摻雜的碳基底上，堿性HER催化活性位點完全轉移到Ru納米簇，因此顯著改善堿性HER催化活性。在過電勢為-0.05 V，催化劑的質量活性達到-10.1 A mg^-1，這個優異的電催化活性有助于理性設計HER催化活性位點和發展高活性堿性HER電催化劑。

（2）

親氧的Ce原子能夠結合水分子解離生成的OH，同時水分子解離產生的H原子吸附在Ru_n納米簇，因此得到優異的堿性HER催化活性。此外，親氧性Ce原子和Ru_n納米簇之間的協同作用能夠顯著改善Ce₁-Ru_n/NC的催化活性。

參考文獻

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