金属间化合物（IMCs）具有长程原子尺度有序性，是一类新兴的高效且稳定的电催化合金材料。与无序合金相比，IMCs展现出更优的电子结构和更高的混合焓。
2025年3月24日，青岛科技大学徐广蕊、王磊在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表题为《Electron-Rich Ru Atoms in Loaded Ru4Fe Intermetallic Compounds/C Modulate the Kinetics of Neutral Hydrogen Evolution》的研究论文，Wen Zhang为论文第一作者，徐广蕊、王磊为论文共同通讯作者。
徐广蕊，青岛科技大学特聘副教授。2014年本科毕业于济南大学，2020年博士毕业于陕西师范大学。
徐广蕊副教授主要研究方向包括燃料电池阴、阳极，高效电解海水/水及高性能电化学合成氨催化剂的设计、合成及相关机理研究。迄今为止在Adv. Funct. Mater.，ACS Catal.，Chem. Sci.，J. Mater. Chem. A等国际著名期刊发表SCI 论文40余篇，获授权中国发明专利3项。
王磊，青岛科技大学教授。2006年博士毕业于吉林大学，导师：冯守华院士；毕业后进入青岛科技大学担任讲师，2007年升任副教授；2008-2010年在山东大学从事博士后工作；2012-2013年以访问学者身份赴美国德克萨斯州立大学圣安东尼奥分校学习；2014年升任青岛科技大学教授。
王磊教授长期从事绿色能源相关领域研究，在能源储存与转换材料、光电催化剂的宏量制备、无机微波固相合成、海水资源化利用等方面做了大量的工作。以第一/通讯作者在Nat. Commun.，Energy Environ.Sci.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.，Adv. Funct. Mater.，ACS Nano，ACS Cent. Sci.，Nano Lett.，Nano Energy，Energy Storage Mater.等国际知名期刊上发表SCI论文400余篇，他引18000余次，30篇论文入选ESI高被引。授权发明专利66项。
在本文中，作者通过溶胶-凝胶法和退火步骤在多孔碳上合成了直径为15 nm的有序Ru4Fe金属间化合物（Ru4Fe IMCs/C）。
Ru 4d和Fe 3d轨道之间的相互作用产生了各向异性电子分布，有利于水分子的吸附并加速其解离，在全pH值范围内表现出卓越的析氢性能。
在10 mA cm-2的电流密度下，Ru4Fe IMCs/C在酸性、中性和碱性介质中的析氢反应（HER）过电位分别为29、24和36 mV，优于质量负载为20%的Pt/C催化剂。
机理研究表明，与Ru NPs/C相比，Ru4Fe IMCs/C上*H的吸附吉布斯自由能（ΔG*H）更接近0 eV，促进了HER过程。
综上，作者通过溶胶-凝胶法和退火步骤合成了有序的金属间化合物催化剂Ru4Fe IMCs/C，并将其应用于全pH值范围内的析氢反应（HER）。研究表明，Ru4Fe IMCs/C在中性、酸性和碱性条件下均表现出极低的过电位，优于商业Pt/C催化剂。
通过密度泛函理论（DFT）计算，揭示了Ru4Fe IMCs/C中Ru和Fe原子之间的协同作用，优化了电子结构，加速了水的活化和*H的吸附，从而提高了HER效率。
本研究开发了一种新型的有序金属间化合物催化剂，其在全pH值范围内的卓越HER性能为可持续氢能源生产提供了新的解决方案，为设计新型高效电催化剂提供了理论依据。同时其在实际水电解装置中的应用展示了良好的性能和经济价值，具有广阔的工业应用前景。
Zhang W., Xu G., Sun T. et al. Electron-Rich Ru Atoms in Loaded Ru4Fe Intermetallic Compounds/C Modulate the Kinetics of Neutral Hydrogen Evolution. Adv. Funct. Mater. (2025). https://doi.org/10.1002/adfm.202501508.
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