近日，华中科技大学王得丽团队在ChemSusChem期刊发表论文，采用一步热还原法可控构筑的氮掺杂碳层限域钌镍纳米合金（Ru₇Ni₃@NC/C）显示出优异的碱性析氢（HER）活性和稳定性。原位形成的多孔氮掺杂碳层在暴露更多活性位点、限制纳米合金尺寸、抑制金属溶出、调节电子结构和加速电荷转移方面扮演了多重角色。此外，利用电化学行为证实了合金化效应调节了钌的电子结构，优化了水的离解和氢中间体的吸附过程。

电解水作为一种将电能转化为清洁化学能的绿色制氢技术，需要高效的电催化剂以实现在温和条件下的大规模制氢。其中，碱性电解水制氢是现阶段发展最成熟的电解制氢技术。然而，碱性 HER因其缓慢的水解离动力学过程，使得其转化效率较酸性条件下低约 2-3个数量级。价格相对较低的钌（Ru）基催化剂因其具有与铂相当的氢键强度和稳定性，在碱性HER方面展现出了极大的应用潜力。然而，Ru基催化剂仍面临着解离过程缓慢所导致的质子供应不足以及关键中间体（如Ru-H和 Ru-OH）在催化剂上的吸附/解吸能量不当等问题。

鉴于此，王得丽团队提出了一种促进HER中间体解吸和水解离的简便策略。采用一步热还原法，优化Ru/Ni 比和双氰胺用量，制备了氮掺杂碳层限域钌镍纳米合金 (Ru₇Ni₃@NC/C)。Ru₇Ni₃@NC/C仅仅需要16 mV过电位就可以实现10 mA cm⁻²的供给。并且在 10,000 次循环中显示出长期稳定性。Ru₇Ni₃@NC/C良好的HER性能源于有利于活性位点分散、暴露的核壳结构，以及促进中间体捕获和解离的协同效应。这项工作深入探究了HER性能与中间吸附态的电化学行为之间的关系，并为合理设计高效HER电催化剂铺平道路。