导语
吉林大学卢晓峰教授团队近期在能源电催化领域取得重要进展，在《Advanced Materials》、《Advanced Energy Materials》、《Small》等国际顶尖期刊连续发表多篇论文，系统介绍了其在肼氧化、尿素氧化辅助节能制氢等方面的创新成果。研究聚焦纳米纤维结构设计、异质界面调控以及电子结构优化，为高效、稳定电催化剂开发与绿色制氢技术提供了新思路。
1、Advanced Materials ( IF 26.8 )：深度重构RuPdOₓ中空纳米纤维，实现高效电催化肼氧化辅助制氢
➣挑战：HzOR 因氧化电位低（-0.33 V vs. RHE）成为节能制氢的潜在替代反应。现有 HzOR 催化剂在高电流密度下活性和稳定性不足，开发兼具高效 HER 和 HzOR 性能且耐用的双功能催化剂是关键挑战。
➣方法：吉林大学卢晓峰教授、钟梦晓与中国科学院长春应用化学研究所王颖研究员合作，提出了一种 RuPdOx 空心纳米纤维（HNFs）的原位重构策略，通过电化学和化学重构过程生成 RuO2/Pd 异质结构。
➣创新点1：在工业级电流密度下，重构的催化剂在肼氧化反应（HzOR）和析氢反应（HER）中都具有很高的效率，显著优于基准Pt/C催化剂。
➣创新点2：在1 A cm−2的高压下保持了500小时的破纪录耐久性。以该催化剂为电极，构建的双电极整体肼分解（OHzS）电池在 100 mA cm-2 电流密度下，每生产 1 m³ 氢气仅需 0.263 kWh 电力，远低于整体水分解（OWS）系统的 4.286 kWh m-3 H2，展现出卓越的节能制氢特性。
➣创新点3：密度泛函理论（DFT）计算表明，RuPdOₓ HNFs 重构后，Pd 与 RuO2界面存在高效的电子转移，这一过程调节了原子的局部电子环境，优化了中间体的吸附 - 脱附行为，并降低了电催化反应的能垒，从而提升了催化效率。
https://doi.org/10.1002/adma.202504922
2、Advanced Energy Materials ( IF 26 )：双功能RuMo/MoO2异质结构电催化剂，显著促进肼氧化辅助H2生成
➣挑战：肼氧化辅助水电解是一种具有低热力学要求和生态友好副产物的有前途的策略，但设计高效的碱性析氢反应（HER）和肼氧化反应（HzOR）双功能催化剂仍然具有挑战性。
➣方法：吉林大学卢晓峰教授、钟梦晓和厦门大学高铭滨副教授合作，提出了一种由低结晶度钌钼（RuMo）合金纳米纤维偶联二氧化钼（MoO2）结构域组成的新型异质结构，作为HER和HzOR的双功能电催化剂。
➣创新点1：优化后的催化剂在10/1000 mA cm-2条件下，HER的过电位为31/170 mV，HzOR在10/500 mA cm-2条件下的工作电位为-0.073/0.028 V，显著优于基准Pt/C催化剂。
➣创新点2：理论计算表明，RuMo合金与MoO2的耦合调节了d波段中心，促进了水的解离，调节了H*吸附，从而实现了优越的HER动力学。异质结构还优化了反应途径，降低了肼脱氢的能垒，提高了HzOR性能。
➣创新点3：用于整体肼分解（OHzS）的组装双电极系统实现了1.52 kWh m−3 H2的低功耗，大大超过了Ru NFs基电池（3.78 kWh m−3 H2）。此外，还构建了一种具有实际应用潜力的可充电锌-联氨电池。
https://doi.org/10.1002/aenm.202501970
3、Small ( IF 12.1 )：用镍/碳纳米纤维调节钨掺杂Ni(OH)2纳米片的d波段中心，促进尿素电氧化与高效制氢
➣背景：尿素氧化反应（UOR）是一种高效节能的析氧反应（OER）替代品，由于其在节能制氢（H2）和环境修复方面的双重功能，已经引起了相当大的科学兴趣。
➣方法：吉林大学卢晓峰教授团队通过协同静电纺丝-碳化-电沉积策略开发了锚定在镍碳纳米纤维（表示为 W-Ni（OH）2@Ni-CNFs）上的钨掺杂氢氧化镍，用于高性能 UOR 催化。
➣创新点1：W的掺入诱导了Ni(OH)2的良好表面重构，并调节了其电子结构，共同导致了特殊的电催化增强。优化后的催化剂在电流密度为10和300 mA cm−2时，相对于可逆氢电极（RHE），UOR活性显著，超低电位分别为1.351和1.547 V，优于迄今为止大多数基准催化剂。
➣创新点2：密度泛函理论（DFT）模拟表明，W的加入战略性地调节了d波段中心位置，加强了关键中间体的吸附，降低了速率决定步骤的反应能垒。
➣创新点3：由W‐Ni(OH)2@Ni‐CNFs阳极和Pt/C阴极组成的尿素辅助水电解槽在10 mA cm- 2下可获得1.376 V的低电池电压。与传统碱水电解相比，该结构的氢气析出率提高了6.4倍，突出了其显著的节能优势。
https://doi.org/10.1002/smll.202507754
作者简介：
卢晓峰，吉林大学化学学院教授，博士生导师。主要研究方向为纤维材料的制备及其在催化和能源领域的应用。多次获得国家自然科学基金、霍英东教育基金会青年教师基金、吉林省科技创新领军人才和团队、吉林省国际科技合作项目、吉林省科技厅省地联合基金等项目的资助，在Adv. Mater., Energy Environ. Sci, Adv. Funct. Mater., Adv. Energy Mater.等期刊发表SCI学术论文200多篇，被引用12000多次。任中国复合材料学会超细纤维复合材料分会副主任委员, 中国产业用纺织品行业协会静电纺丝非织造材料专业委员会副主任委员。获唐敖庆优秀青年人才、吉林省自然科学一等奖等奖励，入选吉林大学唐敖庆学者领军教授、吉林省“18条”人才政策C类省部级领军人才。
