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2023年4月，材料化学领域国际著名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》发表以平顶山学院为第一完成单位、第一通讯单位，化学与环境工程学院马爽博士为第一作者的研究成果“NiCu alloys anchored Co3O4 nanowire arrays as efficient hydrogen evolution electrocatalysts in alkaline and neutral media”。创新创业学院杨佩瑛老师等对该论文的研究做出了重要贡献。平顶山学院李湘黔博士为该研究成果的通讯作者。
伴随着石油资源的日渐枯竭和日益严峻的全球环境问题，亟需发展清洁环保的可再生能源替代品。其中，氢能因绿色、可再生及高的能量密度，被认为是21世纪最有发展潜力的新能源。在所有制备技术中，电解水制氢最具发展前景，但因高能耗严重限制了其产业化应用。因此，合理设计高活性和低成本催化剂成为提升电解水效率的关键。
基于此，该团队通过采用水热电沉积法制备了具有大量活性位点的Co3O4@NiCu材料。研究表明，NiCu合金的引入改变了Co3O4的固有电子结构，大大增加了活性位点的暴露量，增强了内源电催化活性。Co3O4@NiCu在碱性和中性介质中，在10 mA cm-2电流密度下，分别表现出20和73 mV的过电位，与商业铂碳催化剂相当。密度泛函理论(DFT)计算表明，Co3O4@NiCu优异的析氢反应(HER)活性来自于接近于零的ΔGH*值和适当的水吸附能。此外，富电子Cu位对氢的吸附被有效减弱，从而对HER具有较强的催化活性。总的来说，本研究提出了在碱性和中性介质中制备高效HER电催化剂的实用策略。毫无疑问，这为从电解水中高效产氢的催化剂设计提供了一个创造性的概念。该论文的工作得到了平顶山学院博士启动基金的资助。
《Journal of Colloid and Interface Science》于1966年创刊，由Elsevier出版。作为一本材料化学领域的老牌期刊，主要发表关于胶体和界面科学基本原理的原创研究成果，以及这些在先进材料、纳米医学、能源、环境技术、催化和相关领域的概念上的新颖应用。《Journal of Colloid and Interface Science》是中科院一区Top期刊，最新影响因子为9.965。
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文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.03.175
（中国教育在线 来源：平顶山学院）
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