電催化水分解是一種清潔有效的方法，可以生產高純度氫氣。同時，開發高效廉價的催化劑對于析氫反應(HER)至關重要。

受氫化酶析氫行為的啟發，其中活性中心的氮雜二硫醇橋配體促進快速質子穿梭和催化轉化，南京大學郭學鋒、東南大學王金蘭和中南大學劉敏等將IrNi納米顆粒分別限制在N和O共摻雜的碳(N, OC)納米籠中(IrNi@N, OC)，以提高HER動力學和穩定性。

研究人員首先進行了初步的理論計算，結果表明，對于N、OC和純碳基質，水分子和底物之間的距離(d)分別為1.82 ?和2.27 ?。引入N/O摻雜劑后d值降低表明水合氫離子更容易進入N, OC表面，即N/O共摻雜可能促進質子富集。

在1.0 M HClO₄溶液中，所制備的IrNi@N, OC顯示出優異的HER性能: 在100 mA cm^-2和1000 mA cm^-2電流密度下的過電位分別為22 mV和267 mV，Tafel斜率為18 mV dec^-1。更重要的是，IrNi@N, OC還具有出色的耐久性。

實驗和密度泛函理論(DFT)計算表明，IrNi@N, OC中的N和O摻雜劑可以很容易地吸附質子，然后增加IrNi活性中心的H*覆蓋率，從而大大增強了HER動力學。

另外，在N和O摻雜劑的幫助下，IrNi@N, OC上的HER反應途徑得到優化，具有低反應勢壘。這項工作不僅為合成獨特的納米反應器催化劑以有效催化HER提供了一條新途徑，而且還為針對不同電催化反應的高性能電催化劑的開發提供了新的見解和設計策略。

N, O-C Nanocage-Mediated High-efficient Hydrogen Evolution Reaction on IrNi@N, O-C Electrocatalyst. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120996