本網(wǎng)訊 近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院周建清博士團隊在非貴金屬雙功能催化劑研究方面取得突破性進展,。該研究成果以“Precisely tailoring the d-band center of nickel sulfide for boosting overall water splitting”為題發(fā)表在國際頂級期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy (IF高達22,，中國科學(xué)院一區(qū)Top期刊，全球工程環(huán)境類期刊排名1/81,，工程化學(xué)領(lǐng)域排名2/171) 上,。湖北師范大學(xué)為第一單位，周建清博士為第一作者,，華中師范大學(xué)余穎教授為通訊作者,。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金項目等資助,。

氫氣具有能量密度高和零碳排放等優(yōu)點,，被認為是一種理想的清潔能源。由太陽能等可再生能源驅(qū)動的電催化分解水制氫是一種大規(guī)模生產(chǎn)綠氫的方法,。電催化分解水可分為析氧反應(yīng)（OER）和析氫反應(yīng)（HER）兩個半反應(yīng),，但都表現(xiàn)出緩慢的反應(yīng)動力學(xué)。d帶中心工程是一種優(yōu)化催化劑的電子結(jié)構(gòu)和改善電解水制氫性能的重要方法,。然而,，HER和OER具有完全不同的反應(yīng)過程和吸附物種。因此,，如何在一個催化劑上精準(zhǔn)調(diào)控d帶中心,，使其能同時高效催化HER和OER仍然是一個巨大挑戰(zhàn)。該研究從地球儲量豐富的硫化鎳（Ni₃S₂）著手,，利用V和Fe雙異質(zhì)原子修飾技術(shù)來精準(zhǔn)調(diào)控Ni₃S₂的d帶中心,，同時優(yōu)化HER和OER反應(yīng)物種的吸附行為，從而獲得優(yōu)異的析氫與析氧性能,。V和Fe共修飾的Ni₃S₂在1 M KOH中只需要68和190 mV的超低過電位就能輸出10 mA cm^-2的HER和OER電流密度,。密度泛函計算表明，Ni 3d和V 3d/Fe 3d軌道之間的強電子相互作用有效地調(diào)控Ni₃S₂的d帶中心,，并優(yōu)化了HER和OER中間體的吸附行為,，從而大幅提高HER與OER本征催化活性。這項工作發(fā)展了一種高效精準(zhǔn)的d帶中心調(diào)控策略，為后續(xù)開發(fā)高效的能量轉(zhuǎn)化與存儲的多功能催化劑提供了新思路,。

作者簡介：

周建清,，低職高聘副教授，碩士生導(dǎo)師,。2015年入選華中師范大學(xué)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃,，2021年獲得華中師范大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。主要從事非貴金屬催化劑的可控構(gòu)筑及其電解水制氫研究,。近年來,，已在PNAS,、Adv. Mater.,、Adv. Energy Mater.、Nano Energy,、Appl. Catal. B: Environ.,、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J. ,、Chin. J. Catal.等國際著名期刊上發(fā)表SCI論文20余篇,，其中一區(qū)論文18篇，ESI高被引論文4篇,，ESI熱點論文1篇,，文章被引2000余次，H指數(shù)20,。先后主持國家自然科學(xué)基金,、湖北省自然科學(xué)基金、國家重點實驗室開放課題,、湖北省重點實驗室項目等8項,。

論文鏈接為：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337324007756