鉑(Pt)被認為是酸性介質中HER的最先進的電催化劑，因為Pt表面上有利的H*吸附與HER更快的反應速率相關。考慮到其高成本和有限的儲量，研究人員正在尋找其他相對廉價的材料，以便大規模工業應用。釕(Ru)是鉑的有希望的候選金屬，但Ru在反應過程中會發生粒子聚集和溶解，導致Ru納米顆粒(NPs)的活性部分喪失。因此，制定有效的策略以促進釕的利用，迫在眉睫。近日，北京航空航天大學周葦課題組采用兩步水熱法設計并制備了具有三種界面(Ru/MoS₂、Ru/MXene和MoS₂/MXene)的特殊電催化劑。

具體而言，研究人員利用花邊狀1T相MoS₂片修飾Ti₃C₂T_x MXene，并且Ru納米顆粒(≈1.7 nm)在MoS₂和MXene材料上均勻生長(Ru@1T-MoS₂-MXene)。Ru@1T-MoS₂-MXene在較寬的pH范圍內，特別是在酸性介質中，可作為一種高效、穩定的HER電催化劑：Ru@1T-MoS₂-MXene在10 mA cm^?2電流密度下的過電位為44 mV，Tafel斜率為47 mV dec^?1。

此外，它在10 0mV的過電位下顯示出0.79 mA μg_Ru^?1的優異質量活性，并且其在酸性溶液中能經受160小時的i-t測試和5000個CV循環而電位變化可以忽略不計，說明Ru@1T-MoS₂-MXene具有優異的電化學穩定性。

實驗結果和理論計算揭示了三重界面優化在提高活性和穩定性方面的作用：首先，二維MoS₂和MXene能夠很好地分散和穩定Ru晶粒，賦予催化劑較大的電化學活性面積；其次，Ru/MoS₂界面降低了H*吸附能，Ru/MXene界面增強了電導率，這可以有效提高催化活性；最后，MoS₂/MXene界面可以保護MXene的邊緣不被氧化，并在長期的催化過程中保持1T-MoS₂相的穩定性。

因此，Ru@1T-MoS₂-MXene在中性和堿性介質中也表現出優異的活性和穩定性。綜上，該項工作為開發高效耐用的pH通用Ru基HER電催化劑提供了一條有效的多界面優化策略。

Triple Interface Optimization of Ru-based Electrocatalyst with Enhanced Activity and Stability for Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202212514