我校教师在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表研究新成果（图）

　　近日，我校工学院材料科学与工程系陈光良教授团队以我校为第一单位在材料领域顶刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，IF：18.5）上，发表题为 “Activating the Microsized Cubic Co3O4 with Doping Y2O3 Phase Inlaid on the Plasma-Treated Soft Carbon Fiber for a Robust Electrocatalytic Alkalized-Seawater Splitting”的研究论文。该研究在开发高效、稳定、低成本的海水电解制氢催化剂方面取得重要突破。

　　氢气（H2）作为清洁能源被视为替代化石能源的最有前途的燃料之一，尤其是通过可再生能源驱动的水电解生产氢气的过程。基于其优势（如高氢气纯度、零排放），电解水裂解技术被认为是最可靠的氢气生产方法。众所周知，整体水分解（OWS）涉及在阴极发生的氢进化反应（HER）和在阳极发生的氧进化反应（OER）。然而，多电子转移过程导致这些反应的动力学较慢，需要额外的能量消耗。此外，贵金属（Pt）及其氧化物（RuO2和IrO2）虽为HER和OER的最先进催化剂，但其面临稀缺性和稳定性挑战，为通过水电解（尤其储量丰富的海水电解制氢）发展氢气生产行业带来了重大障碍。需要指出的是海水中含有许多阴阳离子，容易使催化剂中毒失活。因此，开发出对海水电解具有高催化活性、低成本和优异稳定性的双功能非贵金属电催化剂，对于显著提升海水HER和OER过程的能量效率至关重要。

　　针对上述挑战，该研究创新性地基于等离子体处理碳布（PCC）制备的钇氧化物掺杂立方Co3O4（Y2O3-Co3O4）催化剂。该催化剂在海水整体电解中展现出卓越性能。在最佳结晶温度（250 °C）下合成的Y2O3-Co3O4/PCC催化剂具有丰富的异质界面，这些界面优化了活性位点并增强了电子传递，从而在传输1000 mA cm-2（j1000）时，展现出卓越的HER活性和较低的过电位：301 mV（碱性）和346 mV（海水）。当该催化剂集成到AEMWE设备中时，可实现生成j1000时的低电池电压，分别为2.11 V（碱性）和2.47 V（碱化海水）。该研究揭示了协同效应在提升Co3O4催化活性和稳定性方面的综合作用，为工程化高性能、非贵金属基氧化物软电极海水电解提供了实验和理论支撑，并对推动可再生能源制氢产业化、服务国家能源战略和“双碳”目标具有重要意义。

　　论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202508158