山大寇天一，中科大王功名AEnM：3D打印刚性镍骨架赋能应变NiZn催化剂实现3A cm⁻²超高速碱性制氢

背景：碱性电解水制氢是大规模绿氢生产的关键技术，但非贵金属电极在高电流密度下受析氢气泡冲击及高催化剂负载影响，易发生结构失稳，传统泡沫镍力学性能不足，限制了其工业应用。研究目的：山东大学寇天一课题组联合中国科学技术大学王功名教授团队提出“力学导向反应性基底设计”策略，通过SLM 3D打印制备致密实心镍骨架，并原位构筑Ni-Zn催化层，旨在提升电极的力学稳定性、本征催化活性及高电流密度下的传质效率。结论：3D打印镍骨架的高杨氏模量和极限强度有效抑制了应力释放，使Ni-Zn催化层保留压缩应变，d带中心下移优化了*H吸附自由能；有序孔道实现气泡排出与电解液补给的“双模态传输”。SLMN-NZ电极在1.0 M KOH中仅需156 mV过电位即达3 A cm⁻²析氢电流密度，稳定运行200小时；碱性电解水器件在30 wt.% KOH、80°C下于3 A cm⁻²稳定运行1500小时，验证了该设计在工业级高电流密度制氢中的潜力。