設計能夠供應活性氫的電催化劑/電解質界面，對于堿性HER以及陰離子交換膜水電解槽（AEMWEs）至關重要。
有鑒于此，華中科技大學李箐教授等提出了一種將可溶陽離子引入電催化劑的策略，調控界面活性氫的供應，從而促進堿性條件下的HER反應，并以電化學鋰化的亞2 nm的RuSn0.8納米線（NWs）進行概念驗證。
本文要點：
（1）
研究發現，在HER反應過程中，部分Li?能夠從鋰化的RuSn0.8納米線中原位溶解，這往往會影響界面結構，并有利于質子的傳輸。在所有的Li–Ru–Sn和Ru–Sn納米線中，性能最優的Li3.0RuSn0.8納米線在1.0 M的KOH溶液以100 mA cm-2電流密度下，展現66 mV的最低初始過電位，并且在30000次加速穩定性循環測試（AST）后，過電位能夠進一步降低至38 mV。
（2）
原位Raman光譜和原位XAS光譜表明，Li3.0RuSn0.8納米線對水的解離具有高度活性，并且在加速老化穩定性測試中，溶解的Li離子能夠進一步增強氫鍵網絡在質子傳輸方面。從頭算分子動力學模擬和DFT理論計算表明，Li摻入Ru–Sn晶格中有利于降低水的解離能壘，而界面處溶解的Li離子顯著提高界面水分子的數量，為生成氫氣提供足量的活性氫。
以Li3.0RuSn0.8納米線陰極，搭建陰離子交換膜水電解槽，在1 A cm-2工業規模的電流密度下，具有極低的電壓（1.689 V），優異的穩定性（在1 mA cm-2電流密度下，在1000 h的恒電流測試過程中，每小時電壓損失56 μV，μV h-1），這是見諸報道的性能最好的堿性HER電催化劑之一。
參考文獻
Jialun Mao, Jiashun Liang, Yunan Li, Xuan Liu, Feng Ma, Shuxia Liu, Hao Ouyang, Zhao Cai, Tanyuan Wang, Yufei Zhao, Yunhui Huang, and Qing Li*, Electrochemical Lithiation Regulates the Active Hydrogen Supply on Ru–Sn Nanowires for Hydrogen Evolution Toward the High-Performing Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c17373
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17373
