陕西国际商贸学院电解水催化剂研发团队由专职教师王修杭指导下，由张梦妍等9名材料学本科生为主要成员，研发团队长期致力于电解水催化剂的研发工作。近日，团队开创了电化学腐蚀-原位沉积法，并利用此方法制备了一种一种性能先进的铁钴镍基纳米花阵列双功能电解水催化剂，研发成果对于电解水制氢工业的发展具有积极意义。

全球性的能源紧缺和化石能源的大量使用带来的环境问题，使可持续发展的清洁能源开发成为全球面临的急需解决的重大能源问题。热值高、零污染的绿色氢能成为了备受关注的绿色能源，被称为21世纪的“终极能源”。绿氢主要通过电解水的方法制备。

电解水制氢方法与原理简单，没有副反应，制备的氢气纯度高。然而，电解水过程中在电解池的阴极和阳极上无可避免的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电能；高能耗导致的高生产成本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作为贵金属催化剂的替代品成为电解水制氢科研工作者的重要研究课题。项目研究团队在查阅了大量国内外文献的基础上，通过两步法制备了一种铁钴镍基纳米催化剂。首先，通过电沉积的方法在泡沫镍表面沉积了一层铁钴镍合金，而后通过电化学腐蚀-原位沉积技术在泡沫镍表面制备了铁钴镍钼酸盐纳米花阵列，纳米花阵列催化剂表现出良好的电化学催化性能。

泡沫镍支撑的铁钴镍合金在电解池阳极上发生电化学腐蚀，腐蚀出来的金属阳离子迅速与溶液中的阴离子发生反应，原位生成铁钴镍基纳米花，纳米尺度为微米级，花瓣为超薄纳米片，纳米厚度不超过3 nm。

 

 

纳米花阵列结构的构建使得催化剂的电化学活性面积相对于泡沫镍基体提升46倍，大大提高了电化学活性位点的数量，从而提高了催化剂的整体催化活性。线性扫描伏安法测试结果表明，催化剂的析氢反应过电势为55m V，析氧反应过电势为200 mV，在双功能电解水催化剂中性能处于领先地位。催化剂具有良好的适用性，可以同时用作电解池阳极和阴极材料。