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電解水是綠色氫能生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，但在堿性環(huán)境中面臨兩大瓶頸：一是析氫反應中某一基元步驟反應速度緩慢，二是析氧反應需完成四質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移，兩者共同導致產(chǎn)氫效率低、能耗高。目前性能優(yōu)異的催化劑多依賴貴金屬，如部分銥、釕氧化物及鉑碳材料，但其成本高昂且資源稀缺，難以滿足大規(guī)模應用需求。因此，研發(fā)同時具備高活性析氫與析氧性能的非貴金屬雙功能催化電極，成為行業(yè)突破重點。

為破解這一難題，徐瑞東教授團隊創(chuàng)新性提出“一步異質(zhì)成核”策略，成功制備出非晶態(tài)硫化鎳與晶態(tài)銅復合的電催化材料，并通過精準調(diào)控電子結(jié)構(gòu)，顯著提升材料全解水性能。　

團隊結(jié)合實驗與理論計算發(fā)現(xiàn)，該材料的優(yōu)異性能源于三重作用機制：一是硫原子聚集的正電荷，大幅加快析氫反應第一電子轉(zhuǎn)移過程動力學；二是銅位點優(yōu)化的d帶結(jié)構(gòu)，平衡了反應中氫中間體的吸附與脫附過程，避免吸附過強或過弱影響熱力學效率；三是材料界面間的強相互作用，促使表面結(jié)構(gòu)重構(gòu)，削弱析氧反應關(guān)鍵中間體的吸附強度，進一步優(yōu)化反應動力學。

在實際應用測試中，這種新型催化材料表現(xiàn)突出——在陰離子交換膜電解槽中，僅需1.49伏的槽電壓，就能驅(qū)動10毫安每平方厘米的電流密度，展現(xiàn)出優(yōu)異的全解水性能。

此項研究不僅揭示了非晶、晶態(tài)異質(zhì)結(jié)構(gòu)復合材料電子調(diào)控機制，更從原子層面為設計低成本、高性能水分解電催化材料提供新思路，對推動綠色氫能技術(shù)規(guī)模化應用具有重要意義。