近日，我院范荣磊副研究员（共同通讯作者）、雎胜教授（共同通讯作者）沈明荣教授（共同通讯作者）与合作者在构建分层结构的NiCoP/NiCo催化剂用于工业碱性电解水制氢方面取得了创新性成果。相关工作的第一作者为物理学院博士生陈聪和周琚，以18新利体育 物理科学与技术学院为第一单位，以“Hierarchical NiCoP/NiCo architecture on Ni mesh boosts hydrogen production under industrial alkaline conditions”为题发表在Chemical Engineering Journal上。（影响因子：15.1）

可再生能源驱动的分解水作为生产绿氢的一种高效可持续的技术，对实现碳中和具有巨大的经济和环境价值。和质子交换膜分解水相比，碱性电解水可以使用廉价的催化材料，因此具有更低的成本。然而传统的碱性电解水催化剂很难实现高电流密度（>500 mA cm^-2），因此探索廉价、高效稳定的HER催化剂已经成为学术界和工业界的热点问题。尽管一些过渡金属催化剂已经被广泛研究，但是这些催化剂很难在工业条件下（30 wt% KOH，70-90℃）保持长期的活性和稳定性。

本工作在Ni网表面制备分层结构的NiCoP/NiCo（NCP/NC）催化剂。实验和理论计算表明，优异的HER性能得益于非晶NCP的高本征活性，以及NC多功能层。微米锥状的NC缓冲层不仅可以暴露出更多的催化活性位点，还能加快荷质传输。此外NC缓冲层能够释放Ni网和NCP催化剂间的界面应力，进一步提升电极的稳定性。当和Ni网阳极组成碱性电解水装置时，NCP/NC/Ni||Ni电解池在30 wt% KOH，85℃的条件下，驱动500 mA cm^-2的电流密度仅需1.88 V，远优于工业用的Raney Ni/Ni||Ni（2.05 V）。该工作为设计高效稳定的工业碱性电解水催化剂提供了新思路。

   文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149456