活性高且稳定的电催化剂对于碱性水电解制氢至关重要。然而,精确控制电催化剂与反应中间体(H₂O*、H*和OH)之间的相互作用仍然颇具挑战。
有鉴于此,华中科技大学王鸣魁教授、申燕教授、澳大利亚南威尔士大学赵川教授等报道了一种Y掺杂NiMo-MoO2异质电催化剂,它能在碱性电解质中有效地促进水的解离,并加速中间体的吸附/脱附动力学过程。
本文要点:
(1)
将Y引入NiMo/MoO2异质结构会导致晶格膨胀,而且优化NiMo合金的d带中心,从而增强水的解离和H的脱附。Y掺杂还会增加MoO2-x的氧空位的浓度,进而加快电荷动力学过程以及*OH中间体从活性位点的快速脱附。因此,Y-NiMo/MoO2-x异质结构表现优异的性能,在碱性水和海水中分别仅需189 mV和220 mV的过电位就能达到2.0 A cm-2的电流密度。
(2)
这项工作为调控异质结构催化剂提供了一种策略,有助于实现从低质量的水源大规模和经济性的制氢。
参考文献
Liu, S., Zhang, Z., Dastafkan, K. et al. Yttrium-doped NiMo-MoO2 heterostructure electrocatalysts for hydrogen production from alkaline seawater. Nat Commun 16, 773 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-55856-4
https://www.nature.com/articles/s41467-025-55856-4