氢气（H2）是一种有望实现二氧化碳零排放目标和能源可持续性的理想燃料。国际氢能委员会预测，到2030年，全球对氢气的需求将达到14 EJ，标志着氢能社会的开始。尽管铂（Pt）目前是最有效的氢气析出反应（HER）催化剂，但其稀缺性（地壳中仅为0.005 ppm），高成本（根据2021年伦敦金属交易所的平均价格为每克38.5美元）和不足的稳定性限制了其在实际应用中的可扩展性。此外，淡水需求是制约干旱、水资源匮乏和近海地区电解水制氢发展的障碍。海水占据了地球总水资源的96.5%，是电解水源的可行替代品。然而，海水成分复杂，电解过程中会产生不溶性沉淀物，高浓度的氯离子还会造成腐蚀，这些都阻碍了 HER 过程的进行。
近日，我院杨明辉教授团队在能源与环境领域著名学术期刊Energy & Environmental Science上发表了题为“An ultra-low Pt metal nitride electrocatalyst for sustainable seawater hydrogen production”的研究论文（https://doi.org/10.1039/D3EE01541F）。该工作报告了一种以镍钼金属氮化物（Pt-Ni@NiMoN）为支撑的高度稳定的超低铂载量（0.07 wt%）电催化剂，其性能远优于商业Pt/C（20 wt%），具有迄今为止报道的最高海水HER催化活性。该催化剂还具有优异的耐久性，在高浓度模拟海水和真实海水等苛刻条件下可连续稳定运行至少200 小时。Pt-Ni@NiMoN 电催化剂为通过电解海水进行大规模制氢提供了可能。
此项目得到了国家自然科学基金（项目编号：61971405）和大连理工大学基本科研业务费（项目编号：DUT22RC(3)050）的支持。感谢大连理工大学分析测试中心的帮助。
相关论文信息：
第一作者：扈华帅 (2021级博士生，大连理工大学环境学院)
通讯作者：杨明辉 (大连理工大学环境学院)
文章链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/EE/D3EE01541F
