目前，铂族金属 (PGM) 仍具有难以替代的综合性能，在电催化中起着至关重要的作用。但PGM中，Pt、Ir、Pd、Rh、Ru基催化剂受到其价格及电化学稳定性的不利影响，难以大规模商业推广。而锇（Os）的价格是6个PGM成员中最低。然而，金属Os的吸附较强，并不利用电催化，导致长期没有受到人们的关注。因此，通过对Os电子结构进行调制，优化其吸附性能，成为提升Os基催化剂电催化性能的关键。

氢化中间体的适度吸附和解吸在高效析氢反应 (HER) 电催化剂的合理设计中起着重要作用。异质结构工程作为调节纳米材料表面电子结构的可靠策略，对催化活性位点的配位环境具有很强的调节能力，从而能够对吸附能和HER 催化动力学进行主导调控。然而，查清异质界面处电子泵送/积聚的驱动机制，以及探寻合理的异质界面可控构筑方法仍然是一个很大的挑战。

近日，武汉理工大学的木士春教授团队通过功函数 (WF) 诱导的界面内置电场 (BEF) 在 Os-OsSe₂异质结构界面产生双向有利的电荷平衡效应，为HER提供了高活性的位点，从而加速了水电解析氢动力学。

首先，通过密度泛函理论(DFT)计算表明，Os和OsSe₂功函数（WF）值的差异所产生的BEF驱动了电子转移和界面平衡，而且Se作为可控的电荷调制器有利于Os和OsSe₂的氢结合能双向优化。这导致HER过程中Os失去电子，原本过强的氢键得到减弱; 相反，OsSe₂获得电子，原本较弱的氢键得到增强。

接下来，作者利用熔盐法首次构建了相比例可调节的Os-OsSe₂异质结构催化剂，并通过X射线吸收近边结构(XANES)、扩展边X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱以及球差电镜等先进表征技术对催化剂的相及电子和微观结构进行了深入分析，证实了Os-OsSe₂异质结构的成功构筑。

所构建的Os-OsSe₂异质结构在酸性(26 mV @ 10 mA cm^-2)和碱性(23 mV @ 10 mA cm^-2)介质中均表现出优于商业Pt/C催化剂的HER活性。一系列的电化学测试表明，界面诱导的双向有利电荷平衡效应赋予了Os-OsSe₂异质结构高效的活性位点。此外，由Os-OsSe₂异质结构催化剂和商业RuO₂催化剂构成的水电解槽实现了高效的产氢；而且，太阳能制氢系统的成功演示进一步为Os-OsSe₂催化剂提供了更多的应用场景。

该工作丰富了锇（Os）基催化剂的研究体系，查清了异质界面引起的电子转移和电荷平衡效应的内在驱动机制，并据此提出了催化剂的电子结构优化策略。这些研究成果对其他高效能源转换催化材料的研发亦具有重要的启示和指导意义。