近日，我校材料科学与工程学院费顺鑫博士团队在催化领域国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environmental and Energy》 (中国科学院一区TOP，IF 21.1) 上发表了电解水制氢的最新研究成果。本论文以我校为唯一完成单位，硕士研究生张正锁为第一作者，费顺鑫博士为唯一通讯作者。研究工作获得了国家自然科学基金和大学生创新训练计划等项目的资助。

氢能作为一种理想的清洁能源，具有能量密度高、来源广泛和零碳排放等优势，是未来能源体系的重要组成部分。在电解水制氢过程中，析氧反应 (OER) 与析氢反应 (HER) 是两个关键半反应。目前广泛使用的Pt、IrO2和RuO2等贵金属基催化剂虽性能优异，但受限于高昂的成本和资源稀缺性，难以实现大规模商业化应用。因此，开发高效、稳定、成本低的非贵金属电催化剂已成为能源材料领域的重要研究方向。本研究围绕电催化剂的表面结构设计、催化性能提升与反应机理阐释开展了研究工作。

（NiMoO4/NiWO4在碱性环境下的电催化反应机理示意图）

（NiMoO4/NiWO4的组成、形貌与结构表征）

（NiMoO4/NiWO4电催化析氢(HER)性能）

（NiMoO4/NiWO4电催化全水解(OWS)性能）

研究团队采用简单的一步水热法，在泡沫镍基底上构筑了具有杨梅状形貌的NiMoO4/NiWO4异质结构催化剂，在碱性电解液中表现出卓越的双功能催化活性和稳定性。异质界面的形成可调控材料的电子结构，促进电荷转移，从而显著增强催化活性。在1 M KOH溶液中，该催化剂在HER反应中仅需17 mV过电位即可达到10 mA cm−2电流密度，优于商用Pt/C催化剂 (33 mV)；在OER反应中于10 mA cm−2下的过电位为240 mV，优于RuO2 (294 mV)。此外，基于该催化剂组装的整体水分解系统仅需1.51 V电压即可达到10 mA cm−2电流密度，并具有超过100小时的持续运行稳定性。密度泛函理论 (DFT) 计算表明，NiMoO4/NiWO4异质结构在费米能级附近具有更高的电子态密度，优化了H原子在Ni活性位点上的吸附/脱附能，使ΔGH*值接近于零 (–0.026 eV)。

该研究深入揭示了过渡金属氧化物异质界面在电催化过程中的作用机制，为设计高效、稳定的整体水分解电催化剂提供了新思路，也对多相异质结构催化剂的发展具有重要推动作用。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125815

（撰稿：张正锁 顾京宇 审核：李永涛 张苒 黄敏）