氢溢流（Hydrogen spillover）过程是质子（H⁺）和电子（e^-）的协同扩散过程，氢溢流广泛的应用于与氢气有关的过程，但是其只能发生在能够还原的金属氧化物上。

有鉴于此，大阪大学Kohsuke Mori等报道发现杂原子（Al）掺杂的非还原性MgO（Al-MgO）能够与还原金属氧化物相同的过程发生氢溢流，并且增强Ni的CO₂加氢催化活性。

本文要点

（1）

作者发现Al-MgO材料具有H⁺存储能力，因为Al-MgO材料的内部具有H⁺传输通道，因此比常见金属氧化物的氢溢流效应高3倍。

（2）

非还原Al-MgO的原子氢扩散过程生成H⁺-e^-，因此能够增强Ni的CO₂加氢催化活性。通过系统的表征和计算，解释了杂原子Al位点生成H⁺和e^-。这项工作为设计具有氢溢流能力的功能材料提供帮助。

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Shun, K., Mori, K., Kidawara, T. et al. Heteroatom doping enables hydrogen spillover via H⁺/e⁻ diffusion pathways on a non-reducible metal oxide. Nat Commun 15, 6403 (2024). 

DOI: 10.1038/s41467-024-50217-z

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50217-z