三单位联合！广工大余林/华科刘友文/海南大学王浩志Nature子刊 | 界面富电子氧朝下水结构助力高效耐久电解！

背景：全球能源需求持续增长，氢气作为清洁燃料具有巨大潜力，但当前生产仍依赖化石能源。利用可再生电力驱动的水电解技术为可持续制氢提供了可行路径，但其效率受限于阳极析氧反应（OER），该反应动力学缓慢，涉及四步质子耦合电子转移，且活性与稳定性之间存在权衡矛盾。研究目的：本研究旨在通过调控界面水分子结构，打破酸性OER中活性与稳定性的权衡，实现高效耐久的电解。结论：通过在二氧化钌（RuO2）中引入刃位错构建应力场，强制水分子形成氧朝下取向（H2O↓），形成刚性氢键网络，加速质子传输，降低OER能垒。所制备的催化剂在10 mA cm⁻²下过电位仅179 mV，稳定运行超1000小时；组装的质子交换膜电解池在1 A cm⁻²下稳定工作超720小时，性能领先。该研究为高性能电催化剂设计提供了新策略。