顆粒在線訊：電解水制氫是目前最主要的綠氫制備方法之一。電解水制氫包括兩個同時發(fā)生的半反應，即陰極上的析氫反應（HER）和陽極上的析氧反應（OER）。相比于只有2個電子轉(zhuǎn)移的HER，OER伴隨著4個電子的轉(zhuǎn)移，在動力學上較為緩慢，需要高效的析氧電催化劑以降低反應能壘加速OER的進行。 

　　中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所氣體催化與分離團隊通過實驗與理論的有效結(jié)合在OER電催化方面開展研究?；趫F隊在電解水OER催化劑方面的研究成果（Adv. Mater. 2018, 30, 1801351；Nat. Commun. 2019，2019, 10, 162.；Adv. Energy Mater., 2019, 9, 1901313），寧波材料所研究員陳亮圍繞酸性質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫OER催化劑，梳理和總結(jié)近年來報道的催化劑。該論文重點討論了關(guān)于OER機理以及活性與穩(wěn)定性之間關(guān)系的基礎研究，并提出了一種穩(wěn)定性測試方案來評估本征活性衰減；討論了當前面臨的挑戰(zhàn)和尚未解決的問題，例如，碳基材料的使用以及酸性電解液和PEM電解槽催化劑性能的差異等；展望了頗具前景的酸性OER催化劑以及未來的研究方向（Advanced Materials，DOI：10.1002/adma.202210565）。 

　　近期，該團隊在低溫堿性海水電解OER催化劑取得新進展。鑒于海水電解缺乏高活性和抗Cl-腐蝕OER催化劑，寧波材料所研究員陳亮和林貽超從NiFeP前驅(qū)體出發(fā)通過電化學活化過程原位構(gòu)筑了NiOOH@FeOOH異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑，在0.5 A cm-2的工業(yè)電流密度下過電位僅為292 mV，具有很好的穩(wěn)定性。通過理論計算和實驗表征，研究提出了FeOOH底層可以調(diào)控NiOOH電子結(jié)構(gòu)并遵循非傳統(tǒng)的雙位點催化機制。相關(guān)研究成果以A Unique NiOOH@FeOOH Heteroarchitecture for Enhanced Oxygen Evolution in Saline Water為題，發(fā)表在Advanced Materials（2022, 34, 2108619）上。 

　　研究工作得到中科院基礎前沿科學研究計劃從0到1原始創(chuàng)新項目、中科院青年創(chuàng)新促進會、國家自然科學基金面上項目、浙江省自然科學基金、寧波市“科技創(chuàng)新2025”重大專項等的支持。

圖1.NiOOH@FeOOH異質(zhì)結(jié)構(gòu)和海水電解OER性能

圖2.酸性OER催化劑分類以及穩(wěn)定性/活性與催化機理關(guān)系的示意圖

來源：寧波材料技術(shù)與工程研究所