科技日报合肥10月28日电（记者 吴长锋）记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院固体所微纳技术与器件研究室李越研究员课题组与其合作者合作，在离子掺杂电解水纳米催化剂的制备及应用研究方面取得重要进展，研究结果日前相继发表在国际著名期刊 《先进材料》和《ACS能源通讯》（ACS Energy Letters）上。
可再生电催化分解水技术已被公认为是生产清洁氢能源，支撑能源安全和减排的最有前途的方式。开发高效的催化剂以克服缓慢的动力学过程，在较低的过电势下加速氢气和氧气的生成速率是目前电解水技术的研究重点。当前最高效的电催化剂主要是铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)等贵金属催化剂，其高昂的价格和较低的储量严重限制了其大规模工业应用。因此，发展低成本的高效催化剂势在必行。
科研人员制备了一种具有显著晶格畸变和强电子相互作用的铁、钴双阳离子共掺杂二硒化镍（NiSe2）新型双功能电解水催化剂。该催化剂在10mA/cm2的电流密度下析氢反应和析氧反应的过电势分别为92和251mV。当使用其作为阳极和阴极时，所得到的水分解器件可以以接近100%的法拉第效率，在1.52V的电解电压下实现水的全分解。理论计算结果进一步表明，双阳离子共掺杂可以有效地降低二硒化镍（NiSe2）的氢吸附自由能，该研究为双阳离子掺杂催化剂诱导晶格畸变方法制备其他过渡金属化合物电催化剂提供了重要参考。
此外，研究人员基于离子掺杂（金属和非金属离子双掺杂）诱导晶格畸变的方法，证实了通过铜、氧双掺杂策略，该新型催化剂其碱性析氢反应HER催化活性提高了近10倍。理论计算结果进一步表明，这一双掺杂策略可以有效地同时降低催化剂中的氢吸附自由能以及水解离自由能。
该成果为未来设计和制备高效电解水催化剂提供了新的、有效途径。
