建大新闻网讯 近日，我校化学与化工学院周元臻教授团队青年教师薛淇在电解水制氢领域研究取得重要进展。研究成果以“NiO–NiMoO4Nanocomposites on Multi-Walled Carbon Nanotubes as Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Total Water Splitting”（多壁碳纳米管上NiO-NiMoO4纳米复合材料作为高效双功能电催化剂用于水分解）为题在材料化学领域权威期刊《ACS Appl. Mater. Interfaces》（期刊中文名：ACS应用材料和界面，2022年影响因子为10.383）上在线发表。论文第一作者为化学与化工学院青年教师薛淇，朱俊杰教授、周元臻教授为通讯作者。西安建筑科技大学为该论文第一完成单位。
化石燃料的大量使用导致了系列的环境问题，可再生能源（如氢能转换和储存系统）的开发利用备受关注。电催化水分解由于高能量转换效率和无碳排放等优点，成为目前生产可再生清洁能源——氢能的最佳途径之一。然而，电解水装置的阳极析氧反应(OER)和阴极析氢反应(HER)都具有反应动力学慢、过电位高的特点，导致实际开路电压过大、耗能高。为尽可能地降低OER和HER的过电位，需要具有较高活性和稳定性的电催化剂来驱动反应。
本研究通过两步法制备了多壁碳纳米管负载NiO-NiMoO4纳米复合材料（NiO–NiMoO4/mCNTs）。NiMoO4与NiO之间的电子效应导致Ni离子的电子密度降低，促进氢氧化物的吸附/解吸反应，从而增强其在碱性电解质中的OER活性；mCNTs载体的引入增加了催化剂的分散性，增加了电催化剂与电解质的接触面积，有效地促进了质子传递和电子传输；NiMoO4中氧空位的存在促进了低配位Mo5+对水分子的吸附，有利于水分子的解离，从而提高HER的反应速率；此外，氧空位的存在和mCNTs载体的加入共同提高了NiMoO4-NiO/mCNTs的电导率，对提高OER和HER活性均有重要影响。
由于NiO和NiMoO4之间的电子效应以及丰富的氧空位所带来的高导电性，与普通NiO/mCNTs和NiO电催化剂相比，合成的NiO-NiMoO4/mCNTs对OER和HER具有优异的电催化活性。同时，与商业化的电催化剂和文献报道的一些过渡金属基电催化剂相比，它们也具有更突出的OER和HER活性。本工作为可控制备应用于水电解的混合过渡金属氧化物纳米催化剂提供了更多的思路。
薛淇，2022年博士毕业于陕西师范大学，现为西安建筑科技大学准聘副教授，主要从事贵金属纳米结构电催化方面的工作。作为第一作者在ACS Appl. Mater. Interfaces、Chinese Journal of Catalysis、Journal of Energy Chemistry、ACS Catalysis、Applied Catalysis B: Environmental、Journal of Materials Chemistry A、Chemical Engineering Journal、Materials Today Physics、Carbon等期刊发表学术论文11篇，授权中国发明专利1项，论文被引1,300余次，H-index为19。曾获2021陕西省高等学校科学技术奖二等奖1项(3/10)。
期刊链接：《ACS Appl. Mater. Interfaces》
https://pubs.acs.org/journal/aamick
论文连接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c04714
