水（H₂O）是地球上最丰富的资源之一，且H₂O分子是众多化学反应中的关键反应物。其中，水煤气变换、电催化制氢和水解腐蚀等反应在化学和能源工业领域具有重要意义，而H₂O分子在催化剂表面的吸附和解离过程（H₂O → *H + *OH）是决定上述反应效率的关键步骤。目前，d带中心常用于指导有效吸附和解离H₂O分子的催化剂设计。同时，在催化过程中库仑作用也会与H₂O分子发生相互作用，从而影响H₂O分子的吸附和解离行为。然而，大多数研究主要通过合金化或纳米化等方式调控催化剂的d带中心以提高催化活性，而偶极子对H₂O的作用机理还尚未探明，制约了金属间化合物等多元催化剂的进一步探索。

近日，重庆大学潘复生院士团队鲁杨帆教授和李谦教授等人以Mg的水解腐蚀反应（Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂↑）为研究对象，通过对比MgxMey金属间化合物(Me = Co Ni Cu, Si和Al)和Me单元金属(Me = Co, Ni和Cu)催化剂对H₂O分子的催化行为，阐明了H₂O分子与Mg_xMe_y催化剂之间的偶极耦合对H₂O解离机制的关键作用。

水解腐蚀实验表明Mg_xMe_y金属间化合物对Mg的腐蚀速率具有显著的提升作用，其中Mg₂Ni负载Mg的制氢速率高达纯Mg的80倍，活化能（Ea）仅为纯Mg的50%，而Co、Ni、Cu对Mg的腐蚀速率只与纯Mg相当。Co、Ni和Cu具有较深的d带中心，因此它们对H₂O活化的催化活性很差，这与实验相符。根据d带中心理论，具有负价Co、Ni、Cu的MgCo₂、Mg₂Ni和Mg₂Cu的催化活性应该更差，但这与Mg_xMe_y对Mg腐蚀速率的显著提升不符，因此该现象难以用d带中心来解释。

FT-IR和DFT计算表明，被吸附的H₂O与Mg_xMe_y催化剂的偶极子之间存在显著的相互作用，有利于H₂O分子在Mg_xMe_y催化剂上吸附和解离，从而大幅降低H₂O解离过程的活化能。H₂O与Mg_xMe_y相互作用的强度可通过调整Mg和Me元素之间的电负性差来实现。

该工作揭示了金属间化合物催化剂的偶极子对H₂O吸附和解离行为的作用机理，为设计H₂O分子有效活化的催化剂拓宽了思路。