质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)技术在燃料电池汽车的商业应用中发展迅速，该技术可直接将氢能转化为零排放的电能。然而，该技术的大规模应用受到的铂族金属(PGM)催化剂高成本的严重限制，因为PEMFCs严重依赖于PGM催化剂来克服阴极中缓慢的氧还原反应(ORR)。

作为一种替代，阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)可以采用高效无PGM电催化剂。然而，在碱性介质中，PGM催化剂上的阳极氢氧化反应(HOR)的活性非常慢，比在酸性介质中慢2-3个数量级。因此，探索和开发在碱性电解质中具有高性能的无PGM HOR催化剂是AEMFC技术成功的关键。

Ni/V₂O₃催化剂的固有交换电流密度较高，为0.038 mA cm⁻²，远远优于单个Ni和V₂O₃催化剂。HOR催化剂的CO耐受性是实际氢燃料电池的一个重要参数，因此研究人员评估了Ni/V₂O₃和Pt/C催化剂在CO存在下的HOR活性。Ni/V₂O₃催化剂即使在1000 ppm CO存在时，仍然保持着优异的HOR活性。

然而，在相同的条件下，Pt/C催化剂损失了大部分的HOR活性，表明Ni/V₂O₃催化剂具有优越的CO耐受性。

此外，该Ni/V₂O₃异质结构催化剂在连续运行16 h后，具有良好的稳定性，保留了初始HOR电流密度的98.5%，远优于大多数文献报道的无PGM HOR催化剂。

实验结果和理论计算表明，该催化剂显著的HOR反应活性和耐久性可归因于Ni/V₂O₃界面位点；与纯的Ni催化剂相比，Ni/V₂O₃在恶劣的富羟基环境下可以优化氢和羟基结合，保护金属Ni免受过度氧化以稳定金属反应位点，从而实现持久稳定地催化HOR。

总的来说，该项研究揭示了界面工程多组分设计策略对开发无铂族无金属、高效、稳定的HOR电催化剂的重要意义。

Interfacial Engineering of Ni/V₂O₃ Heterostructure Catalyst for Boosting Hydrogen Oxidation Reaction in Alkaline Electrolytes. Angewandte Chemie International Edition, 2023. DOI: 10.1002/anie.202217275