近日，陕西国际商贸学院电解水催化剂研发团队在析氧反应活性催化剂研发方面取得突破性进展。以张梦妍等9名本科生为主体的研发团队在指导教师王修杭博士的指导下，开发了一种新型钴掺杂硫化镍纳米棒阵列催化剂，催化剂的电解水析氧反应催化性能达到国际领先地位。

化石能源的广泛使用带来严重的环境污染和全球变暖，在此背景下国家提出了2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的“双碳”战略。可持续发展的绿色能源成为国家的重点能源开发方向。氢能因为热值高、零污染成为备受关注的绿色能源，被称为21世纪的“终极能源”。绿氢是一种利用可再生能源如风电、水电、太阳能等通过电解水的方式制取的氢气，其在生产过程中实现碳排放为零。电解水制氢是目前最主要的制取绿氢的方法，整个过程可实现零排放。

电解水过程中在电解池的阴极和阳极上分别存在着较大的析氢和析氧反应过电势，导致电解水过程需要消耗大量的能耗；而高能耗严重制约了电解水工业的规模化发展。采用电解水催化剂可以有效的降低电解水过程的过电势，显著降低电解水过程的能耗。目前电解水工业采用的商用催化剂主要为贵金属催化剂，如铂碳催化剂、二氧化钌催化剂、二氧化铱催化剂等。贵金催化剂总体催化性能较好，然而由于贵金属的稀缺性导致贵金属催化剂的克价普遍在千元以上。高昂的价格成为制约贵金属催化大面积使用的最重要因素。

开发低价高效的电解水催化剂成为电解水制氢科研工作者的重要研究目标。项目研究团队在指导教师的认真指导下，查阅了大量国内外文献，制定了催化剂合成路线并经过大量实验探索优化了实验条件，成功制备了钴掺杂二硫化三镍纳米棒阵列催化剂。

实验选用含钴的泡沫镍合金为基体材料，以硫脲为硫源经过水热反应在泡沫镍表面原位生长了钴掺杂二硫化三镍纳米棒阵列。纳米棒直径400纳米左右，长度在3到5微米之间；能谱分析结果表明纳米催化的主要元素成分为镍、钴、硫及微量的氧。

 

 

线性扫描伏安法测试结果表明，仅仅需要100 mV的过电势就可以产生10 mA cm-1的反应电流，表明催化剂有良好的析氧反应催化性能。催化剂性能处于国际领先地位，催化剂的研发和使用将大大降低电解水过程阳极的析氧过电位，从而显著降低电解水能耗，对于推动电解水制氢产业的发展具有积极意义。