今天給大家分享電催化析氫方向新發(fā)表的論文文獻(xiàn)2篇，文章中結(jié)合了相關(guān)研究進(jìn)展及技術(shù)細(xì)節(jié)，在電催化領(lǐng)域有很高的認(rèn)可度，作者發(fā)表論文可作為參考：

　　文獻(xiàn)1：電還原衍生的畸變納米孿晶激活純銅電催化析氫性能

　　標(biāo)題：Electroreduction-Driven Distorted Nanotwins Activate Pure Cu for Efficient Hydrogen Evolution

　　期刊：Nature Materials (2025)

　　作者：復(fù)旦大學(xué)孫大林、方方團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)盧岳、北京大學(xué)周繼寒等

　　DOI：https://doi.org/10.1038/s41563-024-02098-2

　　研究背景

　　電解水析氫(HER)是綠氫制備的關(guān)鍵技術(shù)，但其依賴(lài)貴金屬催化劑(如Pt、Ir)的高成本限制了大規(guī)模應(yīng)用。銅(Cu)雖具有高導(dǎo)電性和儲(chǔ)量?jī)?yōu)勢(shì)，但因其對(duì)氫中間體(H*)吸附過(guò)弱，傳統(tǒng)上僅作為集流體使用。理論計(jì)算表明，通過(guò)引入拉伸應(yīng)變和降低配位數(shù)可優(yōu)化Cu的H*吸附能力，但如何穩(wěn)定調(diào)控Cu的局域結(jié)構(gòu)仍是挑戰(zhàn)。

　　方法與創(chuàng)新

　　研究團(tuán)隊(duì)提出激光燒蝕與電化學(xué)還原耦合的兩步法合成策略：

　　激光液相燒蝕：制備富含晶界的Cu₂O多晶納米顆粒;

　　電化學(xué)還原：在強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力下將Cu₂O還原為Cu，保留晶界誘發(fā)的晶格失配，形成畸變納米孿晶結(jié)構(gòu)(DNTs-Cu)。

　　該結(jié)構(gòu)通過(guò)多重孿晶互鎖形成穩(wěn)定的拉伸應(yīng)變，使Cu-Cu鍵長(zhǎng)增至2.255 Å，配位數(shù)降至9.5，顯著提升了d帶中心，增強(qiáng)H*吸附。

　　性能與表征

　　催化活性：在酸性介質(zhì)中，DNTs-Cu在10 mA cm⁻²電流密度下的過(guò)電位僅為61 mV，與商用Pt/C相當(dāng);100 mA cm⁻²時(shí)活性超越Pt/C。

　　穩(wěn)定性：500 mA cm⁻²高電流密度下運(yùn)行125小時(shí)，性能僅衰減2%。

　　對(duì)比分析：通過(guò)XRD、TEM和原位光譜證實(shí)，DNTs-Cu的表面原子臺(tái)階和應(yīng)變協(xié)同優(yōu)化了H吸附自由能(ΔGH)。

　　理論機(jī)制

　　密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，DNTs-Cu的拉伸應(yīng)變和低配位表面降低了H*脫附能壘，同時(shí)抑制了Cu的氧化溶解，從而兼顧高活性和穩(wěn)定性。

　　應(yīng)用價(jià)值

　　該研究為低成本金屬催化劑設(shè)計(jì)提供了新范式，展示了電化學(xué)方法在晶格應(yīng)變調(diào)控中的潛力，有望推動(dòng)非貴金屬電解水制氫技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。

　　文獻(xiàn)2：MOF衍生的CoS₂/WS₂電催化劑界面硫化提升析氫性能

　　標(biāo)題：MOF-derived CoS₂/WS₂ Electrocatalysts with Sulfurized Interface for High-Efficiency Hydrogen Evolution Reaction: Synthesis, Characterization and DFT Calculations

　　期刊：Chemical Engineering Journal (2024)

　　作者：北京化工大學(xué)王維教授團(tuán)隊(duì)

　　DOI：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147924

　　研究背景

　　過(guò)渡金屬硫化物(TMDs)因可調(diào)電子結(jié)構(gòu)和豐富活性位點(diǎn)成為替代貴金屬催化劑的候選材料。然而，其催化性能受限于界面接觸差和活性位點(diǎn)不足。本研究通過(guò)MOF前驅(qū)體設(shè)計(jì)，構(gòu)建CoS₂/WS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化界面硫化和電子轉(zhuǎn)移路徑。

　　合成策略

　　前驅(qū)體制備：以雙金屬M(fèi)OF為模板，通過(guò)水熱法引入硫代乙酰胺(TAA)控制硫化物界面形成;

　　界面調(diào)控：TAA調(diào)控WS₂納米顆粒在CoS₂表面的負(fù)載量(<5%)，最大化暴露界面活性位點(diǎn);

　　結(jié)構(gòu)表征：TEM和XPS證實(shí)CoS₂/WS₂的異質(zhì)界面及硫原子橋聯(lián)作用。

　　催化性能

　　過(guò)電位與Tafel斜率：在酸性介質(zhì)中分別為79 mV和52 mV dec⁻¹，接近商用Pt/C。

　　穩(wěn)定性：1000次循環(huán)伏安(CV)后過(guò)電位僅增加8 mV。

　　電化學(xué)阻抗：奈奎斯特圖顯示CoS₂/WS₂的電荷轉(zhuǎn)移電阻顯著低于單一組分。

　　機(jī)理分析

　　DFT計(jì)算：CoS₂/WS₂界面處的硫原子橋聯(lián)降低了ΔGH*(接近0 eV)，優(yōu)化了H*吸附;

　　電子結(jié)構(gòu)：界面硫化誘導(dǎo)電荷重新分布，Co的d帶中心上移，增強(qiáng)H*結(jié)合能;

　　協(xié)同效應(yīng)：WS₂的導(dǎo)電性提升與CoS₂的活性位點(diǎn)暴露共同促進(jìn)HER動(dòng)力學(xué)。

　　工業(yè)潛力

　　該工作為多界面催化劑設(shè)計(jì)提供了新思路，尤其適用于規(guī)模化制備低成本、高穩(wěn)定性的電解水制氫電極材料。

　　上述兩篇文獻(xiàn)分別從金屬晶格調(diào)控和異質(zhì)界面工程角度推動(dòng)了非貴金屬電催化析氫技術(shù)的發(fā)展：DNTs-Cu通過(guò)應(yīng)變工程激活純銅活性，突破傳統(tǒng)認(rèn)知;CoS₂/WS₂利用MOF衍生策略?xún)?yōu)化界面電子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效質(zhì)子轉(zhuǎn)移。這些成果為綠氫產(chǎn)業(yè)提供了重要的理論與技術(shù)支撐，未來(lái)可結(jié)合原位表征和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)一步探索催化劑構(gòu)效關(guān)系。