更好的氢转移带来更好的析氢反应性能

电催化析氢反应(HER)是生产绿色氢气最有效的方法之一。然而，氢的低效传质极大地阻碍了HER效率。氢的传质主要有气泡传质和溶解氢扩散两种形式。低效的气泡转移会导致气泡粘附和分散问题，而低效的氢扩散会导致溶解氢过饱和并导致高浓度过电势。

在一项新的研究中，由北京航空航天大学于存明教授和中国科学院(CAS)物理与化学技术研究所姜雷教授领导的联合研究团队报告了一种超亲氧/超疏氧协同电极，它可以促进气泡去除和溶解氢扩散以实现高效HER。

结果于1月18日发表在《科学进展》杂志上。

在这项研究中，研究人员在Pt电极上引入了超嗜氧条纹;这些条纹上覆盖着气垫，充当将氢气输送出去的气体通道。

对于非接触气泡，由于超嗜气条纹上气垫的存在，溶解氢的扩散距离大大减小，从而加速了溶解氢的扩散。对于接触气泡，气泡可以通过暴露的Pt表面和超嗜气条纹之间的不对称拉普拉斯压力快速转移。

余教授表示，HER就像一条生产线，以氢离子为原料，以催化剂为生产机械，以氢气为产品。但是，如果催化剂性能优良，但不能及时去除催化剂表面的氢气产物，就会造成生产线堵塞。

“在这里，我们设计了一条专门用于氢气输送的输送线，超亲气条纹，大大避免了生产线堵塞，提高了效率，”于教授说。

基于更有效的氢转移，包括通过气泡和溶解氢，超亲氧/超疏氧协同铂电极可以实现更好的HER。它在-10mAcm-2时的过电势为-19mV，而传统的扁平Pt电极为-61mV。

余教授还指出，超嗜氧/超疏氧协同策略不仅可以应用于HER，还可以应用于其他气体析出反应。