寧波材料所在電解制氫領域取得進展

　　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個電子轉移的HER，OER伴隨著4個電子的轉移，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子交換膜（PEM）電解水制氫OER催化劑，梳理和總結近年來報道的催化劑。該論文重點討論了關于OER機理以及活性與穩定性之間關系的基礎研究，并提出了一種穩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前驅體出發通過電化學活化過程原位構筑了NiOOH@FeOOH異質結構催化劑，在0.5 A cm-2的工業電流密度下過電位僅為292 mV，具有很好的穩定性。通過理論計算和實驗表征，研究提出了FeOOH底層可以調控NiOOH電子結構并遵循非傳統的雙位點催化機制。相關研究成果以A Unique NiOOH@FeOOH Heteroarchitecture for Enhanced Oxygen Evolution in Saline Water為題，發表在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原始創新項目、中科院青年創新促進會、國家自然科學基金面上項目、浙江省自然科學基金、寧波市“科技創新2025”重大專項等的支持。 

圖1.NiOOH@FeOOH異質結構和海水電解OER性能

圖2.酸性OER催化劑分類以及穩定性/活性與催化機理關系的示意圖