云南大学刘婷婷Carbon Neutral.：构建具有孔连通效应双连续催化剂的Ni₄N/Ni₃N异质界面用于电化学制氢

本文研究了云南大学刘婷婷课题组构建的具有Ni4N/Ni3N异质结构的Ni4N/Ni3N/NiO/CFs电催化剂，用于电化学制氢。研究背景指出，电催化全解水反应是实现电能转化为清洁能源氢能的重要方式，而析氢反应（HER）是其关键半反应。目前，贵金属Pt基材料是最佳HER电催化剂，但其高成本限制了广泛应用。过渡金属氮化物（TMNs）因其储量丰富、价格低廉等特点成为潜在替代品。本研究通过构建Ni4N/Ni3N异质结构，形成强内置界面电场（BIEF），优化了电子转移和中间体吸附能，显著提升了HER性能。实验和理论计算表明，该催化剂在10 mA cm-2电流密度下仅需75 mV过电位，且稳定性超过50小时。此外，透射电子三维断层技术和绝对渗透率实验模拟揭示了其多孔结构和流体流动优势，为电催化剂设计提供了新思路。