华中科技大学，Nature子刊！

水电解是利用可再生和可持续能源的一个有希望的技术，并已成为大规模生产和部署绿色氢气的战略途径。在不同的水电解策略中，由于工艺设计简单、技术成熟和低成本，碱性水电解已经成为工业规模制氢的领先技术。碱性水电解槽(AWEs)可以通过减少催化剂腐蚀和使用非贵金属催化剂进行HER，从而推进水电解产氢的发展。

然而，AWEs在高电流密度和能量效率方面具有局限性，这限制了它的工业规模运行。阴离子交换膜水电解槽具有更高的离子导电率、更好的能量效率和在更高的电流密度下稳定运行等优点。然而，在高电流密度条件下，电解质反应物的快速消耗以及电极表面上气泡层的剧烈形成仍然对电催化剂活性和稳定性造成挑战。

近日，华中科技大学王鸣魁、申燕和新南威尔士大学赵川等报道了一种掺Y的NiMo/MoO2异质结构(Y-NiMo/MoO2-x)，实现了在高电流密度下增强的HER活性和稳定性。

实验结果和理论计算表明，首先，Y掺杂促进了泡沫Ni载体上纳米棒的均匀致密生长，有利于快速传质和气泡释放；

其次，在NiMo/MoO2异质结中引入Y会引起晶格膨胀，优化NiMo合金组分的d带中心，增强水的解离和H*解吸；

最后，Y的引入也增加了MoO2-x中氧空位的浓度，不仅提高了HER过程中的有效电子转移，而且促进了*OH的解吸，从而防止活性位点阻塞效应。

性能测试结果显示，在1.0 M KOH中，Y-NiMo/MoO2-x电催化剂只需18和189 mV过电位就能分别产生10和2000 mA cm-2的电流密度，并且在1.0 A cm-2的高电流密度下连续运行2500小时后，保持了约98.8%的初始性能；在天然碱性海水(1.0 M KOH+海水)中，Y-NiMo/MoO2-x电催化剂达到2.0 A cm-2电流密度所需的过电位仅为220 mV。

将所制备的Y-NiMo/MoO2-x应用于天然碱性海水(3.0 M KOH+海水)的阴离子交换膜(AEM)电解槽中，在1.78 V的超低电池电压下获得1.0 A cm-2的高电流密度，并且该电解槽能够在500 mA cm-2 (25 °C)和1000 mA cm-2 (80 °C)下稳定运行24小时，突出了其工业应用潜力。

Yttrium-doped NiMo-MoO2 heterostructure electrocatalysts for hydrogen production from alkaline seawater.Nature Communications, 2025.DOI: 10.1038/s41467-025-55856-4