综述：氢溢流效应在电催化还原反应中的应用

这篇综述系统阐述了氢溢流（HSo）效应对电催化还原反应的关键作用，重点探讨了其通过调节氢吸附自由能（ΔGH）、优化活性氢（H*）覆盖度及增加活性位点等机制提升HER、CO2RR等反应性能的策略，为设计高效氢溢流催化剂提供了理论指导。

　　

氢溢流效应：电催化还原反应的“氢原子快递员”

Abstract
氢溢流（HSo）效应如同一位高效的“氢原子快递员”，通过将活性氢（H*）从金属位点定向迁移至载体或次级活性位点，显著优化了电催化还原反应性能。近年来，这一现象在提升HER、CO₂RR等反应中展现出巨大潜力。本文从机制到应用，全面解析了HSo如何通过调节ΔG_H、平衡H*覆盖度及创造新活性位点，成为电催化领域的“游戏规则改变者”。

Introduction
电催化还原反应是能源转换与环境治理的核心技术，涉及水电解制氢、CO₂资源化等关键过程。然而，传统催化剂常受限于H*覆盖不均或活性位点不足。HSo效应的发现为解决这些问题提供了新思路——它通过氢原子的跨界面迁移，实现了活性位点的动态调控，为高熵纳米材料、单原子催化剂（SACs）等先进体系注入了新活力。

Definition of hydrogen spillover
HSo的本质是氢原子从“主战场”（如铂纳米颗粒）向“副战场”（如碳载体）的战略转移。这一过程需要两个必要条件：一是金属位点具备解离氢分子的能力，二是存在驱动氢迁移的路径或势场。例如，在Pt/TiO₂体系中，TiO₂表面的氧空位就像“氢原子中转站”，显著加速了H*的传递效率。

Engineering heterojunction interfaces
异质结界面的构建是强化HSo的“秘密武器”。当金属与半导体材料结合时，界面处的电子重构会形成内置电场，如同为氢原子铺设了“高速轨道”。例如，MoS₂/g-C₃N₄异质结通过调控功函数差（ΔΦ），将H*迁移能垒降低了40%，使得HER活性提升3倍。

Hydrogen evolution reaction
在HER中，HSo效应堪称“氢吸附自由能调节大师”。传统Pt催化剂因H吸附过强导致活性受限，而通过HSo将部分H转移至CoP载体后，ΔG_H从-0.25 eV优化至-0.09 eV，使析氢过电位降低至16 mV@10 mA/cm²。这种“借力打力”的策略，为非贵金属催化剂设计开辟了新途径。

Conclusions and outlook
尽管HSo研究已取得显著进展，但仍面临定量表征困难、迁移路径不明确等挑战。未来需借助原位光谱和理论计算，绘制更精确的“氢原子迁移地图”。此外，开发具有自适应功能的HSo催化剂，或许能实现“智能调控”反应路径的终极目标。

CRediT authorship contribution statement
本文由江苏高校团队合作完成，作者在HSo机制解析与催化剂设计方面具有深厚积累，相关成果获国家自然科学基金等多项支持。

Declaration of competing interest
研究团队声明无利益冲突，所有数据均基于客观实验分析。

Acknowledgements
感谢国家自然科学基金（22305025）和江苏省自然科学基金（BK20230640）的资助，为这项研究提供了坚实保障。