纳米簇电催化剂的发展是提高贵金属原子利用率和催化活性的一种很有前景的方法。
尽管具有精确原子组成和明确结构的纳米催化剂已被广泛研究用于各种电催化反应，但其优异性能的起源主要集中在关键中间体的热力学能量上。
纳米簇结构与电极和电解质界面形成的电双层（EDL）环境之间的关系在很大程度上被忽视了。
基于此，2025年3月25日， 武汉大学罗威等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《MoN Supported Pt Nanocluster Catalysts with Regulated Interfacial Water Structures for Boosting Alkaline Hydrogen Oxidation Reaction》的研究论文。
在此，作者合成了负载在氮化钼（MoN）上的铂（Pt）纳米簇催化剂，其对碱性氢氧化反应（HOR）表现出显著的本征活性，达到1.927 mA cm⁻²。
电化学实验、原位表面增强红外吸收光谱和理论计算验证了Pt纳米簇的配位环境、电荷重新分布和能带结构有助于为关键的羟基中间体提供优化的吸附能量。
此外，研究发现，吸附的羟基物种可以增加间隙区域中水分子的比例，并减轻EDL中氢键网络的不连续性，从而提供更多的氢转移通道，加速整体反应动力学。
这项工作揭示了金属纳米簇诱导的热力学能量优化和界面微环境的改善，为合理设计高效的碱性HOR催化剂提供了启示。
MoN Supported Pt Nanocluster Catalysts with Regulated Interfacial Water Structures for Boosting Alkaline Hydrogen Oxidation Reaction,Adv. Funct. Mater.,2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202501377
