近日，校长魏世忠教授团队联合内蒙古大学刘健教授在材料领域国际顶级学术期刊《Advanced Materials》（影响因子27.4）上发表题名为“Hollow Mo/MoSVn Nanoreactors with Tunable Built-in Electric Fields for Sustainable Hydrogen Production”（《具有可调内置电场的中空Mo/MoSVn纳米反应器用于可持续产氢》）的高水平研究论文。魏世忠教授和巩飞龙副教授为共同通讯作者，该工作主要由材料与化学工程学院硕士研究生陈志林、常超群等人共同完成，郑州轻工业大学为该论文第一署名单位。
构建内置电场是优化反应中间体吸附、反应和脱附的有效策略，但其精确调控以实现高效双功能电催化反应仍极具挑战。基于此，团队通过精准调制钼基同源异质结材料的阴离子空位，构筑了具有可调内置电场的中空Mo/MoSVn纳米反应器，优化了析氢反应（HER）过程中氢解吸和尿素氧化反应（UOR）过程中N–H键能，提升了析氢反应和尿素氧化反应，实现了尿素耦合节能制氢。其中，具有适中内置电场强度的纳米反应器表现出最优的双功能催化活性和稳定性；同时，组装的HER||UOR耦合制氢系统比常规系统的电压低437 mV（100 mA cm-2），可在200 mA cm-2工作条件下稳定运行200小时以上。系统的生命周期评价证实了纳米反应器用于耦合制氢在降低碳足迹、保护生态环境、减少可再生/不可再生能源消耗方面的巨大优势。
此项研究成果得到了国家自然科学基金联合基金重点项目等项目资助和支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202415269
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