摘要：开发和利用绿色能量转换技术，如质子交换膜燃料电池(PEMFCs)，是突破对化石能源依赖的重要方法。氧还原反应(ORR)作为PEMFCs的阴极反应，涉及复杂的四电子转移过程，导致动力学迟缓，成为提高反应效率的瓶颈。迄今为止，纳米结构铂(Pt)基材料被认为是PEM

开发和利用绿色能量转换技术，如质子交换膜燃料电池(PEMFCs)，是突破对化石能源依赖的重要方法。氧还原反应(ORR)作为PEMFCs的阴极反应，涉及复杂的四电子转移过程，导致动力学迟缓，成为提高反应效率的瓶颈。迄今为止，纳米结构铂(Pt)基材料被认为是PEMFCs中最活跃的ORR电催化剂。然而，PEMFC的广泛商业化仍然受到Pt的稀缺性和高昂的价格的阻碍。

最近，将Pt与廉价的过渡金属(M)合金化已成为提高ORR质量活性和降低催化剂成本的有效方法。然而，这些材料活性提高通常不伴随着高耐久性。反应过程中过渡金属的浸出不仅会降低催化活性，还会缩短Pt基合金催化剂的使用寿命。因此，迫切需要设计能够同时提高质量活性和催化稳定性的电催化剂。

近日，中南大学潘军和湖南师范大学苏徽等将非晶Ni(OH)2和晶体介孔Pt结合(ac-Ni(OH)2@m-Pt)，在电位驱动下有效调节非均相界面电子重分布，显著提高了Pt在酸性介质中的ORR性能。非晶Ni(OH)2的掺杂可以增强a-c界面的电子相互作用，促进Pt向Ni位点的电子转移，形成相对较高氧化态Pt位点，从而优化吸附能，降低过电位以加速ORR动力学。因此，ac-Ni(OH)2@m-Pt对电催化ORR表现出良好的活性，在0.1 M HClO4中的半波电位为0.91 VRHE，四电子选择性为98%。

此外，由于与Pt的相互作用，封装的非晶Ni(OH)2在结构中稳定。因此，经过15000次加速耐久性试验(ADTs)后的ac-Ni(OH)2@m-Pt表现出可忽略的结构变形和小于11%的质量活性损失。原位XAFS结果显示，非晶态Ni(OH)2从Pt中获得电子，激活Pt位点以在低过电位下吸附和激活氧分子，然后载高过电位下将电子转移到Pt以促进其ORR过程。

结合SRIR和理论计算，观察到协同a-c界面可以加速催化剂表面*OH的形成，促进快速的四电子ORR过程。综上，这项工作加深了对a-c异质界面在电催化反应中作用的理解，并为设计改进的电催化剂以实现多样化的化学转化提供了参考。

Dynamic modulation of electron redistribution at the heterogeneous interface nickel hydroxides/platinum boosts acidic oxygen reduction reaction. Nature Communications, 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-58193-8

潘军，博士，研究员，博士生导师。湖南省科技创新领军人才，湖南省杰出青年基金获得者，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，湖南省青年骨干教师，首批湖湘青年科技创新创业平台培养对象。担任云南省贵金属新材料控股集团股份有限公司首席科学家，国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金委员会会评专家。主持国家自然科学基金（3项）、湖南省杰出青年基金、云南省市一体化重大科技专项计划等近20个科研和人才项目。至今已在Nat. Catal.、AM、Nat. Commun.、AFM、Nano Letters等国际权威期刊发表SCI论文近160篇，其中1篇获中国化学会优秀论文奖，ESI高被引论文13篇，封面文章3篇；他引6000余次，H因子49。

苏徽，“潇湘学者”特聘教授。2015年和2020年分别于合肥工业大学和中国科学技术大学获得学士学位和博士学位(导师：韦世强教授)。2020年至2022年，在中国科学技术大学从事博士后以及特聘副研究员研究，2022年12月加入湖南师范大学化学化工学院。目前主持包括国家和省部级项目多项。研究方向为1.能源转换材料的制备及其催化性能研究(光电催化水分解、燃料电池等)，2.原位同步辐射方法学发展，3.原位实验技术表征能源转化反应机理。近年来，以第一/共一/通讯作者在Nat. Commun.、JACS、Acc. Chem. Res.、ACS Energy Lett.等国际权威期刊上发表论文20余篇。

来源：MS杨站长