開發高效、穩健的析氫/析氧（HER/OER）電催化劑是實現綠色氫氣大規模應用的關鍵。

基于此，重慶大學黨杰教授等人報道了利用協同界面優化指導策略制備了金屬-有機框架（MOF）衍生異質結電催化劑（MXene@RuCo NPs）。

在堿性介質中，MXene@RuCo NPs的HER/OER的過電位分別為20 mV和253 mV，可以提供10 mA/cm²的電流密度，并在高電流密度下也表現出良好的性能。

通過DFT計算，作者研究了兩種不同MXene類型的總能量和態密度。對比Ti₃C₂T_x，雙金屬Ti₂VC₂T_x具有更低的總能量和更高的費米能態密度，其穩定性和導電性更好，電子傳遞速率更快。

Co NPs的正極為ΔG_H*（0.605 eV），表明Co位點對氫質子的吸附能力較弱，過程緩慢。但RuCo NPs在Co位點表現出顯著的ΔG_H*（0.490 eV）降低，而在Ru位點表現出更為負的ΔG_H*（-0.418 eV）。

結果表明，Ru的引入可以加速H*在RuCo NPs上的吸附/解吸過程，表明Co和Ru原子之間具有較大的協同作用。

在耦合MXene后，作者構建了非均相界面表現出較強的界面相互作用，MXene表面帶負電荷的官能團可以不斷地向RuCo界面提供電子，從而優化了活性位點上H*的吸附。其中，Co位點達到了最吸引人的ΔG_H*，為-0.332 eV，而Ru位點與RuCo NPs相比表現出穩定的ΔG_H*，為-0.430 eV，表明H*優先穩定在Co位點。

RuCo NPs的限速步驟轉變為OOH*中間體形成的步驟，其能壘較低，分別為2.37 eV（Co位點）和2.15 eV（Ru位點），表明理論過電位降低。在耦合MXene后，MXene@RuCo NPs中Co位點限速步的能壘進一步降低至2.19 eV，低于RuCo NPs。

Collaborative Interface Optimization Strategy Guided Ultrafine RuCo and MXene Heterostructure Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting. ACS Nano, 2023, DOI: 10.1021/acsnano.3c02956.