近日，我校工學院材料科學與工程系陳光良教授（通訊作者）團隊以我校為第一單位在化工領域國際著名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區TOP，IF：13.3）上，發表題為“ Designing persimmon-liked FeOOH-(CrCo)Ox on the plasma-treated cobalt foam for a highly efficient oxygen evolution in an alkaline-seawater electrolyte”的研究文章。

　　面對日益嚴峻的環境挑戰和能源短缺，過剩綠色電能電解堿水制氫在未來可再生能源發展中起著至關重要的作用。然而，電解水的一個主要挑戰是需要大量高純水作為原料，這受限于當前水資源分配不均和供應短缺問題。相比之下，地球上96.5%的水儲量為海水，海水不僅是一種幾乎取之不盡的資源，同時也是天然的電解質。但是，由于海水成分復雜，直接電解海水較為困難。這是因為在海水電解液中，陽極存在析氧反應（OER）和析氯反應（ClER）電化學競爭，而ClER具有更快的動力學，抑制了OER。為了達到堿性或酸性電解槽中相同的電流密度，需要更大的過電位，這會導致氯氧化和電極腐蝕，降低電解系統的穩定性。因此，開發出具有較低過電位和優異抗腐蝕性能的電催化劑尤其重要。

　　為了解決上述難題，陳光良教授團隊提出了一種在鈷泡沫上摻雜硬路易斯酸鉻并結合等離子體處理的新方法，以提升堿性天然海水電解條件下的電催化活性和穩定性。該方法首先利用介質阻擋放電（DBD）等離子體對鈷泡沫（CF）進行表面改性，產生微納米級別的缺陷；隨后，在經過等離子體處理的鈷泡沫（PCF）上原位誘導生成柿狀的鉻摻雜羥基氧化鐵-氧化鈷混合相(FeOOH-CoO)金屬氧化物，并通過電化學重構將非晶態Cr轉化為晶態，形成高價氧化鉻(CrO3)。結果表明得到的FeOOH-(CrCo)Ox/PCF催化劑表現出優異的OER性能，在1M KOH中僅需要348mV就能產生1000 mA cm - 2，在堿性天然海水中僅需要306mV就能產生100 mA cm - 2，并且在工業操作條件下具有250小時的優異耐久性。該合成方法成本低、簡單、所得到的催化劑性能良好，不僅為利用豐富的海水資源進行大規模制氫提供了一種高效而穩定的催化劑，而且為高性能OER催化劑的設計提供了一種新策略。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724085899?dgcid=author

　　通訊員：姚玲虹