近日,我校钟声亮教授团队在双功能电催化剂领域取得重要进展,相关成果以“MOx/Rh metallene with energetic interfaces as efficient bifunctional electrocatalyst for durable water splitting”为题发表于国际顶级期刊《Advanced Science》。硕士研究生魏睿龙为第一作者,钟声亮教授、徐华兰高级实验师、张航博士为共同通讯作者,江西师范大学为第一完成单位。

碱性水电解制氢受限于阳极析氧反应(OER)动力学缓慢。研究团队通过气氛可控溶剂热法,在原子级厚度的Rh金属烯表面锚定FeOx纳米簇,构筑具有高能界面的FeOx/Rh异质结构。该催化剂在碱性条件下表现出优异的双功能活性:析氢反应(HER)达到10 mA cm-2仅需20 mV过电位,OER达到10 mA cm-2仅需287 mV。将其同时作为阴极和阳极组装全解水电解槽,仅需1.53 V即可驱动10 mA cm-2,性能显著优于商业Pt/C || RuO₂基准体系(1.64 V)。
理论计算与同步辐射X射线吸收光谱(XAFS)表明,FeOx与Rh之间的强电子耦合优化了氢中间体吸附能(ΔGH* = -0.057 eV),并加速了水分子解离与氧中间体转化。基于该催化剂构建的太阳能辅助全解水装置,在商用太阳能板驱动下即可稳定产氢、产氧。本研究为开发高性能、长寿命的双功能贵金属烯催化剂提供了新的界面工程策略。
论文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202511701
[三审三校:钟声亮 胡晓玉 熊 斌]