【资料图】

众所周知，从化石燃料逐步转向利用可持续发展无污染的非化石能源是时代发展的必然趋势，而氢气是一种理想的清洁能源，可以采用电解水的方式进行制取。在电解水时，电池的阴极和阳极分别会发生析氢反应（HER）和析氧反应（OER）。

电解水过程图片（图源：materialsviews）

析氢反应是指电解水时电池阴极产生氢气的过程，而氢气的生产效率与电催化剂的性能有着密切的关系。常见的电催化剂有铂（Pt）基材料、镍（Ni）基材料和过渡金属化合物（如氧化钼和碳化钼）等。其中，铂基电催化剂由于其稀缺性和价格偏高，所以应用受到较大限制。

为了制备出更高化学活性的电催化剂，有研究者提出可以向氧化钼或碳化钼中加入镍元素，制成镍钼基电催化剂。

例如，暨南大学理工学院研究者通过镍掺杂来调节二氧化钼（MoO2）的电子密度，以加速在酸中的HER和OER。研究表明，Ni掺杂可以导致邻区O位点缺电子，从而诱导邻区O位点吸附氢，进而增加表面氢覆盖率。

二氧化钼图片

碳化钼因具有贵金属般的电子结构、高导电性、良好的催化活性和稳定性等优点，而被认为是一种有前途的HER电催化剂。研究表明，将镍引入碳化钼中可以大大提高电催化剂的活性，主要原因是镍和碳化钼的强耦合作用引起的电子转移过程显著改变了组分的电子结构。

另外，华南理工大学研究者还制备出了一系列石墨烯纳米片（GNS）负载的镍钼纳米材料（Ni-Mo2C/GNS），具有可控的相和组成，适合用于酸性和碱性溶液中进行HER。