【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】在金屬合金、新能源材料、生物醫(yī)療材料與器件等領域中，使役材料表面與環(huán)境之間普遍存在的反應往往會極大影響材料穩(wěn)定性和應用性能。因此，探索材料表面與環(huán)境的相互作用規(guī)律、微觀機理和有效調(diào)控是亟待系統(tǒng)解決的關鍵問題。
 

　　近日，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋關鍵材料全國重點實驗室和前沿交叉科學研究中心的理論研究人員與寧波大學材料科學與化學工程學院的實驗團隊緊密合作，探索過渡金屬磷化物這種典型防腐電鍍涂層材料在長效穩(wěn)定水解催化方面的應用，成功實現(xiàn)了創(chuàng)記錄的雙功能水解反應活性(即析氫和析氧)，并發(fā)現(xiàn)了決定其優(yōu)異催化穩(wěn)定性和水解性能的表面自適應鈍化機理。
 

　　研究人員設計的 Ni2P-Fe2P 納米異質(zhì)結(jié)材料在析氫反應(HER)和析氧反應(OER)中展現(xiàn)出卓越性能，在寬電流密度范圍(10~200mA cm-2)內(nèi)均實現(xiàn)了極低的過電位、快速的動力學響應(Tafel 斜率分別為 77.1 mV dec-1和 58.6 mV dec-1)以及領先的穩(wěn)定性-過電位綜合性能。研究人員進一步揭示了其優(yōu)異性能源于材料表面存在的顯著協(xié)同效應，包括表面自適應鈍化反應(氫化與氧化)、界面電子轉(zhuǎn)移以及界面協(xié)同傳質(zhì)等關鍵微觀機制。這一機理不僅清晰闡釋了過渡金屬磷化物在催化服役過程中表面自適應鈍化過程及其對催化機理與性能的重要影響，而且提供了材料自適應環(huán)境提高服役穩(wěn)定性的新思路。
 

　　相關研究成果已經(jīng)以“Dual-site catalysis in Ni-Fe phosphides: understanding the bifunctional mechanism for water splitting”為題發(fā)表在國際期刊Small上(DOI: 10.1002/smll.202502054)，寧波大學碩士生秦夢媛和寧波材料所博士生葉錦濤為共同第一作者，寧波材料所黃良鋒研究員和寧波大學辛星副教授為通訊作者。本項成果獲國家自然科學基金項目(22272192、U21A20127、51901106)和寧波市重點研發(fā)項目(2022Z09)的資助。
 

表面自適應氫/氧化理論及其性能的實驗表征