近日，生化学院王淋博士在多界面异质结电催化剂的结构设计及其电解海水制氢的研究中取得重要进展，相关成果“Multiscale modulation of ultra-small ruthenium anchored on bimetallic sulfides for seawater electrolysis at ampere-level current density”以第一作者在《Nano Energy》发表（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.109481）。

《Nano Energy》影响因子达17.6，在材料科学综合、物理化学、纳米科技和应用物理学领域的JCR分区均为Q1，在中国科学院分区为材料科学领域一区。

该成果中设计了一种三维异质结构纳米阵列钌基电催化剂，该催化剂由尺寸约为2-3 nm的钌纳米颗粒锚定的镍钼金属硫化物纳米棒阵列组成（Ru/NiMoS_x）。得益于钌纳米颗粒与镍钼金属硫化物纳米棒阵列之间的强界面耦合作用，Ru/NiMoS_x催化剂表现出令人满意的电解海水析氢性能，仅仅需要208 mV过电势即实现了1.0 A cm⁻²的电流密度。密度泛函理论验证了钌纳米颗粒和镍钼金属硫化物之间的原子级协同作用使得Ru/NiMoS_x催化剂中的Ru金属位点吸附的H中间体具有更为合适的吸附能；有限元法模拟结果进一步验证了催化剂Ru/NiMoS_x的纳米棒阵列结构构筑在微米级尺度上优化了催化剂界面电解质的交换和氢气的传质，从而有效实现了界面微环境的调控，最终展现出优异的电解海水析氢性能。该研究工作不仅有利于加深对电解海水析氢反应动力学的理解，还对如何从多尺度设计高催化活性的多界面金属基纳米材料具有一定的指导作用。