近日，我院物理学专业2022级硕士研究生杨雨荃以第一作者身份在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》发表题为“Vacancy and Dopant Co-Constructed Active Microregion in Ru-MoO3−x/Mo2AlB2 for Enhanced Acidic Hydrogen Evolution”（Ru-MoO3−x/Mo2AlB2中空位和掺杂共同构建的活性微区增强酸性析氢）的研究性论文。该论文以北京科技大学为第一单位，郑金龙副教授为通讯作者。
图1. 催化剂的合成流程示意图及表征图
研究背景：
随着氢能作为清洁能源的重要性日益凸显，开发高效稳定的酸性析氢反应（HER）催化剂成为能源转换领域的关键挑战。尽管铂（Pt）基催化剂性能优异，但其高昂成本限制了大规模应用；钌（Ru）虽具有类Pt的氢吸附强度且成本较低，但其原子级分散与稳定性仍面临瓶颈。传统研究多聚焦于单原子或空位作为孤立活性位点，但低晶材料因结构无序性易被酸性环境腐蚀，而晶态材料活性位点密度不足。此外，现有策略未能揭示掺杂原子与缺陷协同作用对邻近原子电子结构的调控机制，导致活性位点设计与催化性能优化的关联性不明确。此研究针对上述问题，提出通过低晶-晶体杂化结构耦合Ru原子掺杂与氧空位，协同构建“活性微区”的策略，并证实活性微区内多个富电子O原子共同作为析氢活性位点，通过协同整合层状骨架的结构稳定性、低结晶度结构的高密度活性位点以及贵金属单原子的高度分散特性，构建了高效酸性析氢电催化剂，为开发高性能质子交换膜电解水制氢系统提供了创新材料设计策略。
图2. 催化剂的密度泛函理论计算
期刊信息：
《Angewandte Chemie International Edition》期刊是德国化学会旗下的旗舰期刊，创刊于1887年。其内容以基础科学创新为核心，涵盖材料科学、能源技术、纳米科技等前沿领域，注重物理与化学交叉学科的研究突破。该期刊目前影响因子为16.1，属于中科院SCI一区TOP期刊。
作者介绍：
杨雨荃，北京科技大学数理学院硕士研究生，导师郑金龙副教授，主要开展基于电催化纳米材料的设计及其机理研究方面工作，读研至今共参与撰写SCI论文17篇，其中以第一作者身份在Angew. Chem. Int. Ed.、Small、Mater. Today Phys.等期刊发表论文4篇，在返修论文2篇；申请发明专利5项（均处于实质审查阶段），3项为第一发明人，2项为第二发明人；参加国际学术会议并作报告3次；荣获各类奖项13项，包含“挑战杯”国赛金奖、国家奖学金在内的国家级奖项2项，省部级奖项5项，校级奖项6项。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.202504084
