氫溢出是電催化析氫反應(yīng)（HER）中普遍存在的現(xiàn)象，其溢出速率高度依賴于金屬支撐界面。然而，對(duì)于HER中常用的鉑（Pt），如何合理選擇強(qiáng)化溢出效應(yīng)的理想支撐仍是一個(gè)難題。

基于此，澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)孫子其教授和廖婷等人報(bào)道了三維單晶氧化鉬（3D s-MoO₃）作為活性Pt位點(diǎn)的理想載體。與這些傳統(tǒng)的支撐材料相比，合成的s-MoO3具有相互連接的枝狀形態(tài)、鋸齒狀階梯邊緣、多孔表面和部分還原表面。

不同于Pt位點(diǎn)在傳統(tǒng)載體上的溢出效應(yīng)，即傳質(zhì)和擴(kuò)散從活性Pt顆粒向載體表面滑動(dòng)，Pt位點(diǎn)與相互連接的s-MoO₃支狀載體結(jié)合，可以誘導(dǎo)反應(yīng)中間體（*H）向s-MoO₃框架中擴(kuò)散和相互作用，從而形成一個(gè)完整的金屬-載體相互作用。同時(shí)調(diào)節(jié)界面電子過聚集，強(qiáng)化氫溢出，從而顯著提高HER性能。

為驗(yàn)證這種強(qiáng)相互作用和H(O)_xMoO₃中間體的可能存在，作者進(jìn)行了理論計(jì)算以探索可能的溢出途徑，其中兩個(gè)或四個(gè)Pt原子被加載到MoO₃表面（Pt₂@MoO₃或Pt₄@MoO₃）作為理論模型。

當(dāng)兩個(gè)Pt原子存在時(shí)，*H傾向于穩(wěn)定在Pt原子的空位內(nèi)，其能壘為0.25 eV，遠(yuǎn)低于Pt表面（0.90 eV）。需注意，*H中間體很容易遷移到MoO₃框架晶格內(nèi)的內(nèi)部位置，生成H(O)_xMoO₃，其中能量勢(shì)壘僅為-0.32 eV。

如果使用4個(gè)Pt原子，則*H中間體向MoO₃晶格的優(yōu)化擴(kuò)散過程提供了非常有利的熱力學(xué)，通過接近零的能量勢(shì)壘以及Mo-O-H鍵的形成來證明。在Pt₄@MoO₃體系中，中間體與MoO₃晶格之間的相互作用具有非常有利的熱力學(xué)條件，是增強(qiáng)溢出效應(yīng)所必需的。

Hydrogen Spillover Intensified by Pt Sites on Single-Crystalline MoO₃ Interconnected Branches for Hydrogen Evolution. ACS Energy Lett., 2023, DOI: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c01459.