开发用于电化学水分解的高效非贵金属电催化剂需要了解不同的活性增强因素。两个或多个结构之间的协同作用对法拉第电子转移过程所产生的集合效应，可以通过表面活性位点的累积、界面电荷转移和调制电子结构来诱导。然而，这些协同作用对析氧反应(OER)和析氢反应(HER)影响的起因和机理目前尚未解释清楚。
近日，澳大利亚新南威尔士大学赵川课题组报道了Ni(OH)2和Ni-N/Ni-C相之间的协同作用，它在低电流密度和高电流密度下都显著地提高了HER活性。镍纳米异质界面在表面局部大量出现，并且在大的HER电流密度下保持稳定；这种纳米异质界面发挥了相间协同作用，增强了两个镍相之间的电荷重新分配，通过上移d带中心提高了Ni d轨道的能级，通过降低*H中间体的电子转移数加速了氢吸附-解吸-重组过程，并促进了*OH吸附-解吸。并且，以上结果导致现成的表面活性位点，显着促进界面电荷转移动力学和长期稳定性。在碱性电解质中，NF表面局部出现的纳米异质界面对HER有明显的促进作用。最佳的Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C/NF纳米异质结构在60、141和223 mV过电位下输出的电流密度分别为−10，−100和−1000 mA cm−2。此外，Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C/NF还具有优异的稳定性，其经历1000个CV循环后电位衰减较小，并且其在−100和−500 mA cm−2下连续反应100小时后，材料表面未发生破坏。总的来说，该项工作阐明了协同电催化的初步概念，为开发非贵金属基催化剂结构中不同相间的协同作用提供了新的思路。Monometallic Interphasic Synergy via Nano-Hetero-Interfacing for Hydrogen Evolution in Alkaline Electrolytes. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-36100-3
