近日，華僑大學(xué)材料學(xué)院謝水奮教授團(tuán)隊(duì)在質(zhì)子交換膜電解水（PEMWE）催化劑領(lǐng)域取得新研究進(jìn)展，在材料/化學(xué)國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上，發(fā)表研究成果相關(guān)論文Confined Subnanometer Amorphous RulrO_x Overlayers on Ultrafine Pt Nanowires Achieve Ampere-Level Durable PEM Water Electrolysis。

圍繞高效綠色制氫，該團(tuán)隊(duì)針對(duì)質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)中陽(yáng)極氧析出反應(yīng)（OER）催化劑在活性與穩(wěn)定性的瓶頸問(wèn)題，創(chuàng)新發(fā)展了催化活性組分“低維化與表面化”雙重調(diào)控策略，制備出具有獨(dú)特晶態(tài)/非晶態(tài)核殼結(jié)構(gòu)的Pt@RuIrO_x超細(xì)納米線(xiàn)。該結(jié)構(gòu)在超細(xì)Pt納米線(xiàn)表面精準(zhǔn)構(gòu)筑了厚度僅約1.6 nm的Ir摻雜非晶RuO_x活性層，在亞納米尺度上實(shí)現(xiàn)了活性位點(diǎn)的最大化暴露與低維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同步提升。該催化劑在酸性O(shè)ER中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能：僅需146 mV的過(guò)電位即可達(dá)到10 mA cm^-2的電流密度，并具備優(yōu)異的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性和穩(wěn)定性。在器件驗(yàn)證測(cè)試中，該催化劑僅需1.55 V的槽壓即可實(shí)現(xiàn)1.0 A cm^-2的工業(yè)級(jí)電流密度，并穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)2000小時(shí)。產(chǎn)氫能耗與電價(jià)成本分別為41.54 kWh kg^-1 H₂和$0.83/kg H₂，超越了美國(guó)能源部設(shè)定的2030年技術(shù)目標(biāo)。

該研究工作在謝水奮教授指導(dǎo)下，由華僑大學(xué)2023級(jí)博士生王淑棚、博士后蔡俊林等主要參與完成。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金及華僑大學(xué)科研基金的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202517532

（責(zé)編：陳宇軒）