磷摻雜鉬酸鎳在析氫反應中的應用

在最新的研究中，山東大學研究團隊公布了他們對磷摻雜鉬酸鎳（P-NiMoO4）的研究成果，該物質在析氫反應（HER）和尿素氧化反應（UOR）中表現出卓越的性能，如較高的催化活性和穩定性等。他們還巧妙地揭示了鹼性環境中HER的活化過程，爲深入理解這一化學反應提供了新的視角。

析氫反應是一種化學反應，用于從水中分解出氫氣。在電解過程中，水被分解成氫離子和氧離子，然後氫離子得到電子，形成氫氣，而氧離子失去電子，形成氧氣。在水解反應中，高效的電催化劑是實現高效能源轉換的關鍵因素之一。

尿素氧化還原反應是一種重要的氮循環過程，能够將氨氮轉化爲無機氮，從而維持土壤氮的平衡。此反應不僅在土壤中具有重要作用，而且在工業生産上也有很廣泛的應用。在肥料生産中，尿素氧化還原反應被廣泛應用于將尿素轉化爲更易被作物吸收利用的無機氮肥。此外，尿素氧化還原反應還可以用于减少鋼鐵廠廢氣中的氮氧化物排放，達到環境保護的目的。

爲了同時實現可持續的廢水處理和具有經濟效益的制氫，研究者將尿素氧化反應與析氫反應進行耦合，而P-NiMoO4是HER和UOR的重要催化劑。

研究表明，通過現場電化學活化策略，磷摻雜鉬酸鎳的表面會形成磷化鎳和鉬酸根離子，由于Ni位點暴露增多和調整氫吸附，而能顯著提高其鹼性析氫反應活性。以活化後的P-NiMoO4作爲陰極、P-NiMoO4作爲陽極組裝的UOR電解槽表現出優异的性能，10mA/cm2時的電池電壓爲1.363 V。

該研究成果已以“Revealing the In Situ Evolution of Tetrahedral NiMoO4 Micropillar Array for Energy-Efficient Alkaline Hydrogen Production Assisted by Urea Electrolysis”爲題發表在Small Structures上。

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