Orientation de l'eau induite par dipôle aux hétérostructures PtO_x/NiO pour une évolution de l'hydrogène alcalin efficace

La réaction d'évolution de l'hydrogène (HER) dans les milieux alcalins est fondamentalement limitée par la haute barrière énergétique de la dissociation de H2O, qui est fortement influencée par l'orientation et l'environnement des liaisons hydrogène des molécules d'H2O interfaciales. Ici, nous avons rapporté un électrocatalyseur hétérostructuré comprenant des nanoclusters de PtOx ancrés sur NiO (PtOx/NiO) qui surmonte cette limitation en régulant la configuration de l'H2O interfacial. Des investigations expérimentales et théoriques combinées in situ ont révélé que PtOx/NiO établissait un champ de dipôle renforcé, ce qui induisait une orientation préférentielle H-vers le bas de l'H2O interfacial, abaissant ainsi la barrière de dissociation de H2O. Parallèlement, des sites de Pt partiellement oxydés optimisent la liaison des intermédiaires d'hydrogène, augmentant la disponibilité des protons de surface et facilitant la HER subséquente. En conséquence, le PtOx/NiO a offert des performances exceptionnelles en HER dans l'électrolyte alcalin, nécessitant seulement 27 mV de surpotentiel à 10 mA cm^-2. Ce travail établit l'ingénierie du dipôle interfacial comme une stratégie efficace pour accélérer l'activation de H2O, offrant de nouvelles perspectives mécanistiques et un cadre généralisable pour la conception d'électrocatalyseurs HER alcalins à haute efficacité.