近日，水利水电学院能源与动力工程专业2021级本科生刘文纲负责的科研项目团队在电解水制氢领域取得了重要进展，相关成果在自然指数期刊《Inorganic Chemistry》(N1级)上发表，论文题为《Tuning the Electronic Structure of Ni2P through Fe Doping to Trigger the Lattice-Oxygen-Mediated Oxygen Evolution Reaction》（通过铁掺杂调控磷化镍的电子结构以触发晶格氧介导的析氧反应）。据了解，水利水电学院青年教师闫明磊博士为该论文的第一作者，其指导的能动2021级本科生刘文纲为论文的共同第一作者，赵洋副教授为该论文的通讯作者，四川农业大学为第一完成单位，相关研究得到了四川省自然科学基金青年项目和四川省大学生创新训练计划项目的支持。这是水利水电学院首次以第一完成单位在自然指数期刊上发表文章，不仅体现了学院在科学研究上的重要进展，也彰显了人才培养质量的新提升。
氢能作为零碳能源体系的核心载体，被视为解决全球能源危机的战略选择。电催化海水分解因直接利用海水资源、无需复杂预处理，成为规模化制氢的理想路径。然而，阳极析氧反应（OER）作为四电子转移反应，存在动力学缓慢、过电位高的问题，且海水中高浓度氯离子易导致催化剂中毒失活。开发低成本、高活性且耐海水腐蚀的非贵金属催化剂，是当前该领域亟待攻克的关键难题。
研究团队通过Fe掺杂调控Ni2P的电子结构，成功实现了析氧反应（OER）路径从传统的吸附质演化机制（AEM）转变为晶格氧氧化机制（LOM），这一转变从根本上优化反应的热力学和动力学，显著提升了催化剂的性能。另外，在海水电解过程中，催化剂表面自发形成的磷酸盐层能有效抵抗海水氯离子的腐蚀，并通过动态表面重构始终保持高活性，这种“双重防护”机制有效地提高了催化剂的稳定性。这项研究不仅攻克了海水电解中催化剂活性低、易腐蚀的难题，还建立了“电子结构调控激活高效反应机制”的关键策略，为设计高性能海水电解催化剂提供了新思路。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.inorgchem.5c01072
