云南大学柳清菊/孙华传最新Applied Catalysis B: Environment and Energy：多位点接力催化驱动大电流密度尿素辅助制氢

背景：在“双碳”战略背景下，电解水制氢是重要清洁能源途径，但阳极析氧反应（OER）动力学缓慢、能耗高。尿素氧化反应（UOR）热力学电位更低，可替代OER实现节能制氢并同步降解含尿素废水，但UOR多电子过程动力学复杂，且高电流密度下催化剂易失活。研究目的：为解决上述瓶颈，云南大学柳清菊/孙华传课题组以NiCr-LDH为平台，通过一步水热法在泡沫镍上分别制备了PtNP/NiCr-LDH析氢阴极和RuNC/NiCr-LDH尿素氧化阳极，旨在利用多位点协同催化提升大电流密度下的析氢与尿素氧化性能及稳定性。结论：Pt/Ru修饰未破坏LDH骨架，且引发界面电子重排。PtNP/NiCr-LDH在HER中仅需185 mV过电位即可达1000 mA cm⁻²，稳定运行560 h；RuNC/NiCr-LDH在UOR中于1.56 V达1000 mA cm⁻²。组装的尿素辅助电解槽在1.80 V达1000 mA cm⁻²，尿素去除率达99.62%。原位表征与DFT计算揭示了Cr与贵金属位点协同调控Ni价态、优化中间体吸附、降低能垒的多位点接力催化机制。