新型催化剂破解海水直接制氢难题

　　近日，西安交通大学电气工程学院、电工材料电气绝缘全国重点实验室相关科研团队成功研制出 Ru/Ti?C?O?@NF 海水电解双功能电催化剂。该研究突破了海水电解催化剂活性与稳定性难兼顾的瓶颈，阐明了界面键合的调控机制，为复杂电解质环境高效双功能电催化剂的开发提供了新思路。研究成果发表在《纳米能源》上。

　　氢气作为清洁高效的二次能源载体，是实现“双碳”目标的关键支撑，大规模绿色制氢技术的突破已成为全球能源转型的核心需求。海水作为地球上最丰富的水资源，直接利用海水进行电解制氢无需依赖宝贵的淡水资源，避免了能耗高昂的脱盐过程，具备显著的经济与资源优势，被视为未来大规模制氢的理想途径。

　　然而，海水电解催化剂在实际应用中仍面临多重瓶颈：海水复杂的离子组成易引发电极腐蚀、催化活性位点中毒及析氯反应的竞争，同时碱性条件下的稳定性与双功能催化效率难以兼顾，严重制约了海水电解制氢技术的产业化推进。因此，设计开发兼具超高双功能活性、长效稳定性与抗腐蚀性能的电催化剂，解决海水电解中的核心技术瓶颈，对推动绿色氢能产业发展具有重大战略意义。

　　团队研发的新型催化剂以泡沫镍为基底，通过精准电沉积技术将超低负载量钌团簇锚定在 氧化碳化钛纳米片表面，形成 “活性位点——导电骨架” 紧密结合的复合结构。此设计让催化剂兼具出色电催化活性与超强结构稳定性，其优异性能源于独特的界面键合作用： 氧化碳化钛的氧、碳端基分别与钌团簇形成 Ru–O–Ti 和 Ru–C–Ti 键，两键协同引导界面电荷定向重分布，既优化了反应中间体吸附能力，又加快了析氢、析氧反应动力学。