Yu Sun^{1,2, #}, Manman Qi^{3, #}, Xin Tan^{4, #,} *, Shiyi Tao¹, Chen Jia², Yachao Zeng³, Yulian Zhao¹, Kaiqiang Liu¹, Sean C. Smith⁵, Lingxing Zan⁶, Somnath Mukherjee¹, Kamran Dastafkan², Zenglin Wang¹, Yi Ma^1, *, Xin Bo^1, *, and Chuan Zhao^2, *, Nano Energy, 2025, 146, 111489. DOI: 10.1016/j.nanoen.2025.111489

阴离子交换膜电解水技术为绿色氢气生产提供了一种实用途径。然而，碱性介质中的阴极析氢反应仍因缺乏非贵金属基高效催化剂而难以实现工业化。本研究通过凝胶法合成了一种异质结构催化剂，该催化剂结合了亲核与亲氧组分，可促进水解离并增强析氢催化性能，其特点在于N掺杂NiMo合金与MoO₂颗粒间形成了丰富的界面。该异质结构催化剂在碱、中性介质中展现出卓越的析氢反应活性，与60%铂碳催化剂相当，能够实现>1 A cm-2的高电流密度并保持长期稳定性。通过AEMWE模拟显示，即使在稀释的0.1 M KOH电解质中，以1 A cm^-2电流密度时电池电压仍低至1.87 V。密度泛函理论计算证实了界面激发机制：MoO₂团簇与氮掺杂NiMo合金协同作用，促进水分解并优化*H吸附，从而加速氢析出动力学。本研究为规模化制备高性能、非贵金属基电催化剂提供了实用方案，适用于阴离子交换膜电解水制氢的实际应用。

第一作者：陕西师范大学硕士研究生孙雨，美国特拉华大学齐满满博士，温州大学谭歆教授

通讯作者：陕西师范大学马艺副教授和薄鑫副研究员，澳大利亚新南威尔士大学赵川院士

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111489