近日，青岛科技大学化工学院刘希恩教授团队在电解水制氢领域取得新进展。相关成果以“The synergistic effect of Hf-O-Ru bonds and oxygen vacancies in Ru/HfO2 for enhanced hydrogen evolution”为题，发表在国际知名期刊Nature Communications。
研究表明，Ru具有与Pt相似H键结合能，且碱性介质中Ru更易发生水解离Volmer步骤，因此，Ru基纳米材料是潜在的替代Pt/C的优异的HER催化材料。截至目前，已经发表了许多性能优异的Ru基HER催化剂，但多数与Ru物种复合的基底，除了与Ru物种协同促进HER催化活性之外，基底本身也具有一定的HER活性，这样很难确定Ru物种自身的HER活性贡献。
本文通过设计、制备Ru纳米颗粒与宽带系HfO2的复合催化材料Ru/HfO2，扣除HfO2和导电碳HER性能的直接贡献，来确定Ru自身活性。原位XAS结合理论计算研究表明，Hf-O-Ru与O空穴协同提高了HER性能，Ru/HfO2质量活度比商业Pt/C提升了20倍。
该工作得到了山东省泰山学者人才工程、国家自然科学基金、山东省优秀青年基金等的资助。硕士生李光凯、Haeseong Jang、刘尚果博士为论文共同第一作者，刘希恩教授、秦清特聘教授、Prof. Cho为论文的共同通讯作者。青岛科技大学为第一完成单位。
