在安電流密度下製備用於鹼性析氫反應（HER）的高活性非PT基催化劑具有重要意義，但對於新型陰離子交換膜（AEM）電解水具有挑戰性。 基於此，湖南大學黃洪文教授、南京大學胡錚教授（共同通訊作者）等據報道，奈米錐組裝的Ru3Ni（Na-Ru3Ni）催化劑在1000 mA cm-2的電流密度下表現出168 mV的低過電位，在100 mV時表現出26的低過電位5 s-1 周轉頻率。 此外，該催化劑可以在60 M AEM電解槽中以1000 mA cm-2穩定執行2000小時，顯示出最佳的整體效能。
通過DFT計算，研究了增強的區域性電場和濃縮的K+離子在調節基本HER通路的能量勢壘中的作用，即水解的Volmer步驟和H2生成的Tafel步驟。 在**K+陽離子的影響下，在Ru3Ni（0001）表面分別構建了一層不含K+（No K+）和1 12個單層的水分子。 此外，作者模擬了水分子層中帶負電但K+Ru3Ni（0001）的表面，以說明電場的影響。
3種不同模型中鹼性HER的吉布斯自由能（δg）圖，顯示了相應的水解能壘（ΔGW）和氫吸附自由能（ΔGH*）。 結果表明，在3種模型中，ΔGW遠大於ΔGH*，表明水解生成H*的過程是乙個速率決定步驟。 對於水解離，介面水合K+離子在促進水解離過程中起主導作用，從而加速HER動力學。 因此，這些結果很好地支援了Na-RU3Ni大大提高了鹼性HER活性的事實。
engineering a local potassium cation concentrated microenvironment toward ampere-level current density hydrogen evolution reaction. energy environ. sci.,, doi: 10.1039/d2ee02836k.