我校物理科学学院学生在国际顶级学术期刊发表高效电解水制氢成果

新闻网讯 近日，物理科学学院物理学2022级硕士生张文洁（导师龙云泽教授）在化学领域顶级期刊《德国应用化学》Angewandte Chemie-International Edition（影响因子16.6）以第一作者身份发表了题为“Regulating Hydrogen/Oxygen Species Adsorption via Built-in Electric Field -Driven Electron Transfer Behavior at theHeterointerface for Efficient Water Splitting”的研究论文（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202400888）。南开大学焦丽芳教授、物理科学学院龙云泽教授与纺织服装学院杨磊副教授为该论文的通讯作者。杨磊副教授同时是论文共同第一作者。

碱性电解(AWE)在实现氢能源经济中起着至关重要的作用。设计和开发高效稳定的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)双功能催化剂是实现高效碱性电解的关键。该文章成功设计并合成了界面丰富的碳化钨/碳化钼纳米纤维(WC_1-x/Mo₂C@CNF)。得益于Mo₂C到WC_1-x的电子转移行为，WC_1-x/Mo₂C@CNF电催化剂表现出优异的析氢反应和析氧反应性能。此外，当WC_1-x/Mo₂C@CNF催化剂用作膜电极组装装置的阳极和阴极时，在200 mA cm^-2的高电流密度下，WC_1-x/Mo₂C@CNF催化剂表现出增强的催化活性和100小时的显著稳定性。实验表征和理论模拟表明，通过功函数诱导的内建电场导致WC_1-x/Mo₂C@CNF活性中心的不对称电荷分布，调控了其d带中心，并优化氢/氧中间体的吸附强度，从而促进整体水裂解的催化动力学。该研究为设计异质结催化剂高效电解水制氢提供了一种新的策略。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202400888