近日，我校能機(jī)學(xué)院吳江教授課題組在《Advanced Functional Materials》 （中科院一區(qū)Top，影響因子18.5）發(fā)表題為“Strongly Coupled NiMo@Alloy-LDH Interfaces with Low-Barrier Schottky Junctions for Oxygen Evolution Reaction”的研究論文，在電解水制氫領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。

電解水制氫作為一種清潔能源技術(shù)，能夠有效減輕化石燃料依賴(lài)，助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。然而，當(dāng)前技術(shù)面臨著高能耗和成本昂貴的挑戰(zhàn)。推動(dòng)氫能的發(fā)展，關(guān)鍵在于開(kāi)發(fā)低成本、高效率的催化劑，以降低反應(yīng)過(guò)電位和提升整體效率。吳江教授課題組通過(guò)合成LDH與NiNo合金團(tuán)簇強(qiáng)耦合的異質(zhì)結(jié)界面，探索肖特基接觸界面的電子轉(zhuǎn)移行為，并將其應(yīng)用于堿性條件下的 析氧反應(yīng)（OER），有效解決了電解水技術(shù)中的能耗問(wèn)題。

論文提出了“阻礙因子”的概念，用以準(zhǔn)確評(píng)估肖特基接觸界面的量子隧穿概率，建立了與目標(biāo)反應(yīng)的強(qiáng)相關(guān)性，從而深入揭示了肖特基界面的反應(yīng)機(jī)理。實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論（DFT）計(jì)算結(jié)果均表明，肖特基界面誘導(dǎo)的電荷再分布增強(qiáng)了吸附位點(diǎn)與關(guān)鍵*OH中間體的鍵合能力，有效降低了OER過(guò)電位，并表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性。另外在這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，還開(kāi)發(fā)了一種篩選高性能肖特基結(jié)的策略。該策略為研究界面特性、軌道雜化和電荷轉(zhuǎn)移提供了橋梁，揭示了降低接觸電阻的潛在機(jī)制，對(duì)未來(lái)篩選高性能的金屬半導(dǎo)體電催化劑具有重要的指導(dǎo)意義。

上述研究工作由吳江教授課題組、朱瑞教授課題組等共同合作，文章第一作者為能機(jī)學(xué)院2022級(jí)碩士研究生尹超杰，上海電力大學(xué)為第一署名單位。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市“光電轉(zhuǎn)化及應(yīng)用于能源污染控制”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及機(jī)械工業(yè)清潔發(fā)電與環(huán)境保護(hù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202410429

能機(jī)學(xué)院  供稿