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由于通过配体设计实现的多功能性和模块化特性，基于锚固在固体表面上的分子复合物的水分解装置的阳极和阴极的产生越来越受青睐。在研究了通式{[Ru（tda）（4,4'-bpy）] n（4,4'-bpy）}（其中n为1、2、4、5或15）的低聚物的催化行为后， ICIQ的Llobet小组的科学家着手将它们锚定在石墨表面上。 “我们决定基于功能强大的Ru（tda）催化剂设计一种低聚物材料，以从均质应用变为非均质应用。我们必须将催化剂固定在表面上，才能在水分解装置上找到切实的应用，” Marcos Gil-解释说。 Seplcre，Llobet小组的博士后研究员和小组协调员，是该论文的第一作者。
与国际合作伙伴合作，例如拉德布德分子与材料研究所的Johannes Elemans和杜塞尔多夫Max-Planck-InstitutfürEisenforschung GmbH的Christina Scheu，科学家们进行了多次显微镜研究，以鉴定杂化材料。此外，马克·马尔福斯（Marc Malfois）和爱德华多·索拉诺（Eduardo Solano）在阿尔巴同步加速器上进行了掠入射小角X射线散射（GIWAXS）。此外，ICIQ Maseras小组进行了密度泛函理论（DFT）计算，以探讨低聚物与石墨表面之间相互作用的性质。还与IMDEA Nanociencia的D. Moonshiram小组合作使用了X射线吸收光谱（XAS）测量，以分析石墨表面的低聚物，并评估它们在催化过程中和催化后的命运。通过这种方法，研究人员证实了低聚物的分子性质，并发现它通过芳族催化剂与表面C-H-π的相互作用被吸附到石墨表面，这是迄今为止分子催化剂从未描述过的固定策略。
所用低聚物的单一单体不能锚定，因为其与表面的相互作用太弱。找到数量优势后，一旦引入多个单元，大量的C-H-π相互作用将稳定整个链。杂化材料（被低聚物包围的纳米管）的构象是其高效率的原因：低聚物中的所有钌原子都是活性催化中心，这与材料科学中通常将氧化色调倾倒在电极上相反。
所得的杂化分子材料在水氧化反应中表现为坚固而强大的电阳极，可在整个pH范围内，尤其是在中性pH值下，为分子催化剂提供前所未有的电流密度。 “据我们所知，没有在中性条件下工作的配位聚合物，MOF或COF或有机金属材料能够提供这些电流并且稳定，” Gil-Sepulcre说道。
这项工作为设计鲁棒高效的混合分子电阳极材料提供了基础，该材料可用于氧化基于Ru配合物的水，该材料可扩展到其他过渡金属和其他催化反应。该团队已经在研究在光电化学电池上使用混合材料，以测试其在水分解装置中的应用。
