為了增強中性/堿性介質中的HER，現有方法主要致力于通過將特定組分(例如過渡金屬氫氧化物)結合到催化活性物質(例如Pt)上或誘導表面重建以暴露更多的活性位點。但是，在中性/堿性介質中緩慢的水離解反應導致HER催化劑表面的H覆蓋率低，這阻礙了HER催化。氫溢出，即吸附在金屬表面上的雙氫解離產生的活化氫原子遷移到可還原的金屬氧化物載體上，是多相催化中的常見現象。將氫溢出用于催化劑的設計以實現高的HER性能具有重要意義。然而，目前關于中性HER的溢出策略研究很少，氫溢出改善HER的確切機制仍不清楚。

基于此，浙江大學王勇和新加坡南洋理工大學劉彬等將Ru納米顆粒(NPs)整合到缺氧的WO_3-x上(Ru-WO_3-x)，顯著增加在中性介質中HER期間催化劑上的H覆蓋率。在1.0 M PBS溶液中，Ru-WO_3-x在電流密度達到10 mA cm^-2時的過電位低至19 mV，Tafel斜率也降低至41 mV dec^-1；該催化劑在催化HER方面也表現出優異的耐久性，其在HER穩定性測試前后結構和組成均保持不變。

基于實驗結果，研究人員提出了一種可能的機制來解釋Ru-WO_3-x在中性介質中大大增強的HER活性：在施加的陰極電位下，電解質中的質子被插入到缺氧WO_3-x中，然后與電子耦合形成H_xWO_3-x；WO_3-x中大量的氧空位顯著提高了質子存儲容量，同時改善了電荷轉移。結果就是，缺氧的WO_3-x充當質子儲存器，將質子提供到Ru表面重新結合以產生分子氫；隨著過電位的進一步增加，WO_3-x將解離水以產生質子，質子也溢出到Ru。因此，從WO_3-x到Ru的氫溢出改變了HER在中性介質中Ru的RDS從水解離到氫重組，這極大地改善了HER動力學。

Reversible Hydrogen Spillover in Ru-WO_3-x Enhances Hydrogen Evolution Activity in Neutral pH Water Splitting. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-33007-3