我校青年教师在国际顶级期刊发表最新研究成果

编辑：赵芳芳

发布时间：2025-02-05

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近日，我校纳米功能材料研究所(河南省纳米复合材料与应用重点实验室)青年教师陆家佳博士等在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（IF=16.1）上发表了题为《Surface Reconstruction of An Integrated CoO- Co ₂ Mo ₃ O ₈ Electrode Enabling Efficient Ampere-Level Hydrogen Evolution in Alkaline Water or Seawater》的研究型论文。我校为论文第一署名单位。

目前，在碱性环境中电解水制氢仍存在许多挑战，特别是在工业级电流密度下。在催化活性方面，与酸性环境相比，催化过程中的Volmer步骤需克服额外的水解离。在稳定性方面，工业级电流密度（ 400−1000 mA cm ⁻² ）产生大量气泡，其对催化剂物理结构的稳定性提出了更高的要求。

针对上述问题，黄河科技学院纳米功能材料研究所青年教师团队开展了一系列的研究，本工作通过电化学重构和刻蚀−水解策略，开发了 Co(OH) ₂ -Co ₂ Mo ₃ O ₈ 一体化电极。理论计算表明，电化学重构后的 Co(OH) ₂ -Co ₂ Mo ₃ O ₈ 催化剂降低了水解离的活化能垒，加速了Volmer步骤，提升了催化活性。实验结果表明，一体化电极在 −100和−1000 mA cm ⁻² 电流密度下表现出杰出的催化活性，过电势仅为57.8和195.8 mV。同时也呈现出良好的稳定性，在 −500和−1000 mA cm ⁻² 电流密度下稳定工作200小时。另外，结合我们之前报道的 NiFe LDH_CO ₃²⁻ 阳极（Advanced Energy Materials, 2024, 14(23): 2400053）构筑双电极体系，其在碱性溶液中 100 − 1000 mA cm ⁻² 电流密度下稳定工作600小时；在碱性海水溶液中 500和1000 mA cm ⁻² 电流密度下也稳定运行200小时。本研究为进一步设计和制备工业化电解（海）水制氢电极提供重要的理论依据和实践指导，具有显著的应用价值。

《Angewandte Chemie International Edition》是德国化学会旗舰期刊，该期刊以其高质量的化学研究论文和广泛的学科覆盖范围在化学界享有盛誉。

黄河科技学院纳米功能材料研究所：2007年归国留学博士杨保成教授与香港中文大学王建方教授依托学校材料与化工和药学等优势学科，联合组建黄河科技学院纳米功能材料研究所，成员由化学、物理、材料和药学等领域优秀中青年学者组成，旨在延揽汇聚海内外学术人才、促进多学科交叉合作、营造科学创造的土壤和平台，通过前沿学科交叉，把化学、物理、药学、生命科学等学科与纳米科技结合起来，建立一个高水平的科研平台。研究所主要围绕新材料和生物医药开展科学与应用研究，以建设国内一流的新材料与新药研发及产业转化研究机构为目标，以多样化、多层次的自主研发与开放合作创新相结合，实现企业、大学和科研机构在战略层面的有效结合，以全面加强党建工作为保证，以搭建高层次科技创新平台为根本，以产出高质量的科研成果为导向，以科研反哺教学为重点，以建设高水平的研发团队为支撑，全面加强内涵建设，全力提升科研和教学水平。获全国党建工作样板支部、全国高校“双带头人”教师党支部书记工作室、河南省纳米复合材料与应用重点实验室、河南省小分子新药研发国际联合实验室、河南省食药两用植物资源综合利用工程技术研究中心。

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