9月25日消息,ChemRxiv发布预印本(DOI: 10.26434/chemrxiv.15009471.v1),提出一种仿生界面工程策略:利用环状多羟基糖分子肌醇(myo-Inositol)修饰无氧化层的贵金属表面,显著提升碱性条件下的电催化析氢反应(HER)性能。
核心思路颇具反直觉性:肌醇本身是绝缘分子,作者却将其作为界面修饰层涂覆在无氧化层的贵金属表面,通过其多羟基基团与界面水分子形成的氢键网络,调控界面上水的刚性——改变水分子在电极表面的重排动力学,从而优化析氢反应中Volmer步骤的质子供给效率,最终增强碱性电解水制氢的催化效能。这种通过调节溶剂化结构而非活性位点本身来提升催化性能的思路,属于电催化界面工程中新兴的非传统路线。
碱性水电解(配合阴离子交换膜或碱性电解槽)是当前绿氢产能的主力技术路线,其阴极HER动力学在碱性条件下远慢于酸性条件,是能效提升的关键瓶颈之一。传统对策聚焦催化剂组分设计(合金化、晶面调控等),本文则展示了仿生分子涂层这一低成本改性路径:糖类分子廉价、可溶液加工、环境友好,若经耐久性验证,具备在现有电极工艺上叠加应用的潜力。
该工作与同期电催化领域的分子修饰路线一道,反映出研究重心从单纯活性位点设计向电极-电解液界面溶剂化结构调控的扩展,为碱性电解槽的性能优化提供了新的材料学抓手。
(来源:ChemRxiv)