过渡金属氮化物是具有潜力的双功能电催化剂，过渡金属氮化物有望通过应变工程实现对电子结构的微调控，实现高效的肼氧化反应（HzOR），从而促进制氢。但是，理解应变诱导的原子微环境与反应活性之间的关联仍是非常大的挑战。

有鉴于此，南开大学焦丽芳教授等开发了具有压缩应变的W-Ni₃N催化剂，构筑了表面电子态富集的结构，该结构可优化中间体结合，而且同时活化水和N₂H₄两种分子的催化反应。

本文要点：

（1）

多维表征显示，在应变状态下，HER活性与W-Ni₃N的d带中心位置具有接近线性的关系。从理论上讲，压缩应变增强了表面的电子转移能力，增加了向吸附物种反键轨道的电子注入，从而加速了 HER 和 HzOR。

（2）

借助压缩应变以及W掺杂改变电子结构，W-Ni₃N催化剂展现优异的双功能催化性能，在10 mA cm^-2的电流密度下，HER过电位为46 mV，在100 mA cm^-2的电流密度下，HzOR 过电位为 81 mV。此外，W-Ni₃N催化剂在0.185 V的低电池电压下，实现50 mA cm^-2的高效肼分解，而且保持~450 h稳定性。这项工作为先进催化剂设计具有应变功能和电子结构的双重调控提供新见解。

参考文献

Hongye Qin, Guangliang Lin, Jinyang Zhang, Xuejie Cao, Wei Xia, Haocheng Yang, Kangnan Yuan, Ting Jin, Qinglun Wang, Lifang Jiao, Enhanced Cooperative Generalized Compressive Strain and Electronic Structure Engineering in W-Ni₃N for Efficient Hydrazine Oxidation Facilitating H₂ Production, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202417593

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417593