介孔异质结构协同优化NiCoP/CoMoO4 催化剂在析氢反应中的性能研究

为应对能源危机，研究人员通过构建介孔NiCoP/CoMoO4 异质结构催化剂，解决了非贵金属催化剂在电解水析氢反应（HER）中活性与稳定性不足的问题。该催化剂在10 mA cm?2 电流密度下过电位仅47 mV，并实现50 mA cm?2 下100小时稳定产氢，为低成本高效催化剂设计提供了新思路。

　　

随着俄乌冲突加剧全球能源价格波动，传统化石燃料制氢带来的环境问题与能源安全挑战日益严峻。氢能因其高热值与清洁特性成为理想替代能源，但当前电解水制氢技术受限于贵金属催化剂的高成本与非贵金属催化剂的低效性。安徽某研究团队在《Molecular Catalysis》发表的研究中，创新性地将介孔结构与异质界面调控相结合，开发出高性能NiCoP/CoMoO₄
复合催化剂，为破解这一难题提供了突破性方案。

研究团队采用水热合成-离子交换-磷化处理三步法：首先在泡沫镍基底上生长CoMoO₄
·0.75H₂
O前驱体，经KOH溶液蚀刻后通过镍离子交换形成NiCo(OH)₂
/CoMoO₄
，最终在管式炉中磷化获得目标产物。通过SEM、XRD等技术证实材料成功构建，BET测试显示其比表面积达98.6 m²
g^-1
。

合成与结构表征
扫描电镜显示NiCoP呈现三维花状介孔结构，与CoMoO₄
基底形成紧密异质界面。X射线光电子能谱（XPS）证实界面处电子从CoMoO₄
向NiCoP转移，优化了氢吸附自由能。

电化学性能测试
在1 M KOH溶液中，催化剂在10 mA cm^-2
电流密度下过电位仅47 mV，塔菲尔斜率为41.3 mV dec^-1
，优于多数报道的非贵金属催化剂。计时电位测试表明其在50 mA cm^-2
下持续100小时性能无衰减。

结论与意义
该研究通过介孔结构设计与异质界面工程的双重策略，实现了三重突破：① 介孔NiCoP提供大量暴露活性位点；② CoMoO₄
/NiCoP界面电子转移优化反应中间体吸附；③ 独特结构赋予卓越稳定性。这项工作不仅将过渡金属催化剂性能提升至接近贵金属水平，更开创了"结构-界面协同调控"的催化剂设计范式，对推动电解水制氢产业化具有重要指导价值。Xu Guangzheng等研究者特别指出，该方法可拓展至其他双金属磷化物体系，为开发新一代能源转换材料提供了普适性思路。