近日，黄河科技学院纳米功能材料研究所(河南省纳米复合材料与应用重点实验室)青年教师陆家佳博士等在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》(IF=16.1)上发表了题为《Surface Reconstruction of An Integrated CoO-Co2Mo3O8 Electrode Enabling Efficient Ampere-Level Hydrogen Evolution in Alkaline Water or Seawater》的研究型论文。黄河科技学院为论文第一署名单位。

目前，在碱性环境中电解水制氢仍存在许多挑战，特别是在工业级电流密度下。在催化活性方面，与酸性环境相比，催化过程中的Volmer步骤需克服额外的水解离。在稳定性方面，工业级电流密度(400−1000 mA cm−2)产生大量气泡，其对催化剂物理结构的稳定性提出了更高的要求。

针对上述问题，黄河科技学院纳米功能材料研究所青年教师团队开展了一系列的研究，本工作通过电化学重构和刻蚀−水解策略，开发了Co(OH)2-Co2Mo3O8一体化电极。理论计算表明，电化学重构后的Co(OH)2-Co2Mo3O8催化剂降低了水解离的活化能垒，加速了Volmer步骤，提升了催化活性。实验结果表明，一体化电极在−100和−1000 mA cm−2电流密度下表现出杰出的催化活性，过电势仅为57.8和195.8 mV。同时也呈现出良好的稳定性，在−500和−1000 mA cm−2电流密度下稳定工作200小时。另外，结合我们之前报道的NiFe LDH_CO32−阳极(Advanced Energy Materials, 2024, 14(23): 2400053)构筑双电极体系，其在碱性溶液中100−1000 mA cm−2电流密度下稳定工作600小时；在碱性海水溶液中500和1000 mA cm−2电流密度下也稳定运行200小时。本研究为进一步设计和制备工业化电解(海)水制氢电极提供重要的理论依据和实践指导，具有显著的应用价值。

《Angewandte Chemie International Edition》是德国化学会旗舰期刊，该期刊以其高质量的化学研究论文和广泛的学科覆盖范围在化学界享有盛誉。（秦佳佳）

编辑：林辉审核 ：孙振恒