氢能因其超高的能量密度和环保性能而备受关注，钌（Ru）被认为是催化碱性析氢反应（HER）的有前途的催化剂候选者，但需要优化氢气的吸附以提高电催化活性。 目前，应变工程已被证明是调节关键反应中间体结合强度和增强催化活性的有效策略，因为压缩应变会使D带变宽，使D带中心向下移动，从而削弱RU的氢吸附强度，但系统地研究应变效应对RU吸氢的影响仍然是一个挑战。
最近华中科技大学王德利构建了不同压缩应变水平的钌掺杂镍铬层状双氢氧化物纳米片（Ru-NICR LDH），通过退火不同体积分数的H2 AR中的氧空位来调控氢吸附。 实验结果表明，最优的Ru-NiCR LDH-R催化剂可以产生100 mA cm-2的电流密度，过电位仅为30 mV，并且表现出显著的长期耐久性，在10,000 CV循环后活性略有衰减，在10 mA cm-2下连续稳定运行约100 h。 理论计算表明，应变效应导致D波段中心向下移动导致氢吸附减弱，证明了应变工程在制氢活性催化剂设计中的有效性。
同时，研究人员通过紫外光电子能谱（UPS）研究了RU-NICR LDH-R样品的D波段结构。 结果表明：Ru-NiCR LDH-R的价带距离费米能级最远，D能带中心较费米能级减小，表明氢中间体在催化剂表面的吸附强度减弱，进一步调节了氢的结合强度，提高了碱性HER的性能。 此外，在80和90的条件下，使用以RUR-NICR LDH-R为阴极的阴离子交换膜水电解槽（AEMWE）用于18 V 时的电流密度分别为 1800 和 1940 mA cm2，显示出巨大的工业应用潜力。 综上所述，本工作证明了应变工程在HER活性催化剂设计中的有效性，为高效HER电催化剂的合理设计提供了有前途的策略。
strain-engineered ru-nicr ldh nanosheets boosting alkaline hydrogen evolution reaction. acs catalysis, 2024. doi: 10.1021/acscatal.3c05550