通过碱性海水电解制氢是未来可持续能源发展的一项有前景的策略。
基于此，2025年3月21日，中国海洋大学孟凡陆等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Engineering N─TM(Co/Fe)─P Interfacial Electron Bridge in Transition Metal Phosphide/Nitride Heterostructure Nanoarray for Highly Active and Durable Hydrogen Evolution in Large-Current Seawater Electrolysis》的研究论文。
在本研究中，作者通过在N─过渡金属（TM，Co/Fe）─P界面桥处进行电子耦合工程，成功制备了一种具有卓越析氢反应（HER）活性和在工业电流密度下耐久性的FeCoP/TiN/CP（碳纸）纳米阵列电极。
值得注意的是，该FeCoP/TiN/CP电极在碱性淡水条件下仅需129毫伏的过电位，在碱性海水条件下仅需152毫伏的过电位即可实现500毫安/平方厘米的电流密度，并且在碱性淡水条件下以500毫安/平方厘米的电流密度稳定运行了2000小时，在碱性海水条件下稳定运行了340小时，几乎没有性能下降。
其卓越的HER性能源于独特的纳米阵列结构以及相界面N─TM（Co/Fe）─P桥键，这种结构增强了润湿性，有助于气泡释放，并且提高了对海水腐蚀的抵抗力。
理论计算表明，界面N─TM（Co/Fe）─P桥键调节了FeCoP的电子结构，促进了水的吸附和解离，同时优化了中间体H*的自由能。
此外，N─TM（Co/Fe）─P桥键的共价特性以及增强的Co/Fe─P键，为FeCoP/TiN/CP的卓越稳定性做出了贡献。
本研究不仅为设计高活性异质结构电催化剂提供了新的见解，也为实现从海水电解中实际且具有成本效益的制氢开辟了新途径。
Engineering N─TM(Co/Fe)─P Interfacial Electron Bridge in Transition Metal Phosphide/Nitride Heterostructure Nanoarray for Highly Active and Durable Hydrogen Evolution in Large-Current Seawater Electrolysis, Adv. Funct. Mater., 2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202505078
