由于阳极析氧反应缓慢，电压要求高，能耗大，通过水电解清洁氢气的广泛应用受到限制。

在这里，西北大学Haixia Ma，北京化工大学邱介山教授，Ming Xu展示了有价值的 3,3'-二氨基-4,4'-偶氮呋喃含能材料的绿色电合成的新型替代氧化反应，并与氢气生产相结合。

文章要点

1）这种策略可以大大降低3,3'-二氨基-4,4'-偶氮呋喃传统合成条件的危害，并在WS₂/Pt单原子/纳米粒子催化剂上实现低电池电压制氢。

2）组装的双电极电解槽可以达到10和100 mA cm^-2，槽电压分别为1.26和1.55V，每立方米氢气的电耗仅为3.01和3.70 kWh，而传统的水电解法每立方米氢气消耗仅为5 kWh。

3）密度泛函理论计算与实验设计相结合，解释了WS₂/Pt催化剂在碱性析氢反应中对提高Volmer-Tafel反应速率的协同效应，而自由基对原料的氧化偶联作用可能是合成3，3‘-二氨基-4，4’-偶氮呋喃的主要机理。

这项工作为高能材料的同时电合成和低能耗制氢提供了一条很有前途的途径。

参考文献

Li, J., Ma, Y., Zhang, C. et al. Green electrosynthesis of 3,3’-diamino-4,4’-azofurazan energetic materials coupled with energy-efficient hydrogen production over Pt-based catalysts. Nat Commun 14, 8146 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-43698-x

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43698-x