近日，材料与化学工程学院巩飞龙博士联合中国科学院大连化学物理研究所刘健研究员在材料领域国际知名期刊《Nano Letters》（中科院一区TOP期刊，IF=10.8）上发表题名为“Enabling ultrafine Ru nanoparticles with tunable electronic structures via a double-shell hollow interlayer confinement strategy toward enhanced HER performance”(《双壳层限域策略调控Ru纳米颗粒电子结构用于增强电催化析氢性能》)的高水平研究论文。

氢能是未来国家能源体系重要组成部分和实现绿色低碳转型重要载体，开发高效催化剂对突破电解水制绿氢过程中面临的高能耗瓶颈至关重要。调控活性中心周围的微环境可有效改善催化剂的电子结构和稳定性，有望实现高通量电解水产氢，然而如何精准控制活性中心的落位位置仍然具有挑战。基于此，本工作提出一种双壳层夹层限域策略，通过控制Ru纳米颗粒在介孔中空碳纳米反应器中的空间位置，调制活性位点的尺寸和电子结构，增强电化学水分解产氢活性和稳定性。深挖电催化反应机制发现，控制活性中心落位可实现如下有益效果：i）裁剪活性位点的尺寸，提升活性位点数量和质量；ii）调控位点电子结构，稳定活性中心，降低水解离能垒；iii）优化活性位点周围微环境，增强介观传质。

此项研究成果得到了国家自然科学基金、河南省青年骨干教师等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03514