学校在电解水制氢技术研发方向取得重大进展

我校化学化工学院安长华教授团队在钌（Ru）基纳米催化剂的可控设计及其在大电流密度电解水制氢研究取得重要突破，其研究成果相继发表于《‌‌《Angewandte Chemie International Edition》《ACS Nano》《Science China Materials》等国际高水平期刊。

氢能作为一种清洁能源载体，绿氢的高效制备主要依赖于电催化水分解技术。目前铂（Pt）基材料因其较低的过电位和较高反应效率，在析氢反应（HER）催化剂广泛使用；然而，资源的稀缺性、高昂价格以及在中性或碱性介质中自由氢浓度低等问题，严重限制了规模应用的潜质。钌（Ru）的成本约为Pt的1/5，同时具备与Pt相近的氢吸附能以及独特的氧吸附活性，被视为替代Pt基催化剂的理想材料。Ru基催化剂在水解离过程中易发生OH基团在活性位点上的持续积累，并在电催化反应中出现不可逆的结构演变，这些成为制约其在电解水制氢中广泛应用的主要障碍。

近期，我校化学化工学院安长华教授团队通过原位电镜观察金属Ru纳米片的可逆氧化过程，并结合内置电场（BIEF）介导的活性位点结构调控策略，成功设计出具有超高电催化活性的Ru基异质结催化剂。获得的催化剂在多种复杂电解质环境（酸性、中性及碱性）以及长期电解测试中，均表现出优异的催化活性和稳定性，其中HER过电位可降低至9.6mV，性能显著优于商业Pt/C和已报道的其他类HER催化剂。