屈庆课题组\u00A0Advanced Energy Materials：两性离子分子驱动析氧双路径协同与界面水重构实现高效稳定碱性电解水

本文针对碱性整体水分解中析氧反应活性与稳定性难以兼顾、析氢反应受界面水结构限制的瓶颈，提出在FeNiOOH催化界面锚定两性离子分子精氨酸的策略。研究背景是电催化水分解作为绿色制氢核心技术，析氧反应动力学缓慢且稳定性不足，而FeNi基催化剂通常只能沿单一反应路径进行，难以同时实现高活性和长寿命；同时碱性析氢反应受界面水氢键网络影响，解离能垒高。研究目的是通过精氨酸分子工程，构建同时调控反应机理与界面溶剂结构的催化体系，实现析氧反应中吸附演化机制与晶格氧机制的协同，并重构界面水结构以加速析氢。结论表明，精氨酸诱导形成N–M–O和O–M–O空间分离活性位，分别激活晶格氧机制和优化吸附演化机制，同时通过氢键作用富集弱氢键水，降低水分子解离能垒；所得Arg@FeNiOOH在500 mA cm⁻²下析氧和析氢过电位分别为271 mV和222 mV，稳定运行超过250小时，展示了一种高效的界面工程策略。