我院钱光付博士课题组在《Advanced Materials》发表木质纤维碳基电催化剂重要研究成果

近日，我院王双飞院士团队钱光付博士课题组在木质纤维碳基电催化剂领域取得新进展。相关研究成果以“MoO₂‐Mediated NiFe Bond Contraction and Electronic Modulation in Ni₃Fe Alloy for Efficient Water Electrolysis at High‐Current‐Densities”为题发表在Advanced Materials上。我院2023级硕士研究生李镰岑、2022级硕士研究生许浩田为论文的第一作者，助理教授钱光付博士为通讯作者。华中科技大学陈金丽博士和希腊色萨利大学Panagiotis Tsiakaras教授为共同通讯作者。

电解水制氢被认为是实现绿色能源转型的重要途径之一，但在工业高电流密度下，非贵金属催化剂常面临析氢/析氧反应缓慢、气液传质受限等难题。针对这一挑战，研究团队利用木质纤维的优势构筑了负载于三维碳化木材上的Ni₃Fe/MoO₂异质结催化剂。通过引入MoO₂诱导NiFe键长收缩并实现界面电子转移，从而优化催化剂的电子结构和反应中间体吸附行为，大幅提升反应动力学，实现了优异的活性和耐久性。实验表明，该催化剂在碱性条件下仅需45 mV和251 mV过电位即可分别驱动10 mA cm^2析氢和300 mA cm^2析氧电流密度；在阴离子交换膜电解槽中，能够在2.069 V下稳定维持1000 mA cm^2电流密度超过24小时，展现出优异的工业应用潜力，同时为开发高效木质纤维碳基电催化剂、推动绿色氢能产业化提供了新思路。

此外，广西是林业大区，拥有丰富的木材资源。实现木质纤维的高值化利用是一个重要研究方向。该研究利用木材碳化骨架作为自支撑载体，不仅实现了可再生生物质资源的高值化利用，还大幅提升了电催化剂在高电流密度下的效率和稳定性，为广西特色生物质资源在绿色氢能领域的应用开辟了新路径。

该研究得到了中国科协青年人才托举工程计划、广西自然科学基金面上项目、广西自然科学基金青年科学基金、广西青苗人才资助科研项目等项目的支持。此外，广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室平台也为该研究的顺利进行提供了技术与资源保障。