三元硫化物异质结电催化剂

双功能析氧/尿素氧化

界面电荷再分布诱导Ni位点动态变价，兼顾析氧与尿素氧化反应。

陈艳艳 · Wensong, Wang · Ying, Tian · 刘向 · Shizhe, Cao · Deheng, Chen · Weizi, Jiang · 张晶晶 · 李京伟 · 周如龙 · Lin, Weiwei · Li, Shenjie

Small 2026

参数信息

OER过电位

219 mV

UOR电位

1.30 V vs. RHE

技术优势

一个催化剂，两种反应

界面电荷再分布驱动Ni位点在不同反应中动态变价，避免活性位点竞争，使同一催化剂能同时高效催化OER和UOR。

催化反应机理明确

原位光谱和DFT计算证实Ni位点发生相反的可逆价态演变：OER遵循晶格氧机理（O-Ni³⁺-O位点），UOR在Ni²⁺位点活化尿素，为理性设计双功能催化剂提供依据。

应用场景

• 电解水制氢：降低阳极析氧过电位，减少电解水制氢的能耗。
• 尿素辅助制氢：替代传统OER，利用尿素氧化降低制氢电位，同时处理含尿素废水。
• 燃料电池：作为高效析氧催化剂，可用于再生燃料电池或金属-空气电池的空气电极。
• 金属空气电池：加速充电过程中的析氧反应，提高金属空气电池的循环效率。