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化学学院孙洪明副教授课题组在Angewandte Chemie International Edition上发表论文“Stabilizing Water Dissociation Sites via Ethylenediamine Coordination for Industrial-Current-Density Alkaline Hydrogen Evolution Reaction”。该论文通过乙二胺配位稳定水解离活性位点，构筑了Ni[(OH)₂en_x]/Ni复合电催化剂，显著提升了镍基催化剂在工业电流密度下的碱性析氢催化活性和稳定性。

图1 Ni-H₂O体系（左）和Ni-en体系（右）的Pourbaix图。

这项工作利用室温一步电沉积策略制备了Ni[(OH)₂en_x]/Ni复合电极。碱性析氢反应的动力学通常受限于水分子解离步骤，传统Ni(OH)₂等水分解促进剂虽然能够降低水分解步骤的能垒，但在析氢工作电位下容易被还原为金属Ni，导致水解离活性位点失活，影响催化剂在大电流密度下的长期稳定性。该工作通过引入乙二胺与Ni²⁺配位，有效降低了Ni²⁺活性位点的还原倾向，构筑了配位稳定的Ni(Ⅱ)水解离位点，有效降低其在析氢条件下被还原为金属Ni的倾向。电化学相图表明，乙二胺配位能够将Ni²⁺的还原电位负移，从热力学上抑制Ni²⁺还原为Ni，从而维持其促进水分解的能力。同时，Ni[(OH)₂en_x]与Ni之间形成的复合界面实现了双功能活性位点协同催化：亲氧性Ni²⁺位点促进水分子吸附和O–H键断裂，金属Ni位点则有利于氢中间体的吸附和后续氢气生成。进一步地，该工作将Ni[(OH)₂en_x]/Ni电极作为阴离子交换膜水电解槽的阴极，与NiFe-LDH阳极组装成AEMWE器件。该器件可在室温下以500 mA cm^-2大电流密度连续稳定运行3000 h，显示出良好的实际电解水制氢应用潜力。该工作从配位化学角度提出了稳定碱性析氢水解离活性位点的新策略，证明了金属配合物可作为兼具高活性和高稳定性的Volmer步骤活性中心。该策略不仅为开发高性能镍基碱性析氢催化剂提供了新的设计思路，也为其他涉及水分子解离过程的电催化反应活性位点构筑提供了参考。

三亿体育app为第一单位，南开三亿体育app为联合通讯单位。化学学院垢万昆硕士为论文第一作者，孙洪明副教授、李程鹏教授和南开三亿体育app程方益教授为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFA1504000）以及国家自然科学基金（22121005）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.8549669