近日，我校工學院材料科學與工程系何斌副教授、陳光良教授以我校為第一單位在化學領域知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（中科院一區(qū)TOP，IF：9.4）上，發(fā)表題為 “Engineering NiFe2O4 decorated with IrO2 on plasma-treated iron foam for enhanced electrocatalytic hydrogen evolution” 的研究文章。

　　氫氣（H2）被認為是未來主要環(huán)保可再生能源之一。在各種制氫途徑中，電催化析氫反應（HER）是一種從水中獲得H2的潛在策略。實際上，堿性介質中的HER過程包括兩個步驟，其中動力學主要由水分解和產(chǎn)氫步驟之間的權衡決定。電催化劑的過電位大，動力學遲鈍，嚴重影響了電解效率。因此，迫切需要設計高效、低成本的HER電催化劑，為我國早日實現(xiàn)雙碳目標提供助力。

　　本研究提出了一種高頻的等離子體輔助制造異質結構電催化劑的策略，解決了開發(fā)高效析氫反應（HER）持續(xù)挑戰(zhàn)。在介質阻擋放電（DBD）等離子體（PFF）改性泡沫鐵（FF）上成功制備了一種高效耐用的NiFe2O4-IrO2電催化劑。等離子體處理的PFF襯底具有促進電解質滲透、強界面結合能和加速氣體析出動力學的3D分層結構的關鍵優(yōu)勢。優(yōu)化后的NiFe2O4-IrO2/PFF表現(xiàn)出優(yōu)異的HER性能，在10/100/300 mA cm-2下的過電位分別為24/222/310 mV，優(yōu)于大多數(shù)報道的鐵基催化劑。此外，該催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，在10 mA cm-2下保持100小時的活性。此外，密度泛函理論（DFT）計算表明，PFF襯底上NiFe2O4和IrO2之間的協(xié)同效應有助于優(yōu)異的HER性能。該研究為開發(fā)高活性電催化劑提供了有效的策略，為推進HER技術的發(fā)展提供了一條有前途的途徑。

　　以上實驗結果驗證了NiFe2O4-IrO2/PFF突出的催化活性可歸因于以下幾個關鍵方面。首先，在DBD等離子體的輔助下，F(xiàn)F與催化劑之間的結合強度顯著增強，有利于電催化的穩(wěn)定性。其次，NiFe2O4和IrO2之間的協(xié)同作用可以提供豐富的活性位點，提高其內在催化性能。最后，引入氧空位可以降低電荷轉移以提高電催化反應動力學。這項工作為開發(fā)高性能、低成本的過渡金屬基電催化電極材料提供了一種新方法新技術，具有較強的普適性。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979725012342