好文速阅：Nat. Commun. 镍钼基催化剂实现光热海水电解新跨越

【研究内容 & 图文数据】
1. 催化剂合成与表征
要点精读：

• 通过水浴反应和氢还原两步法在导电基底上原位生长NiMo-H₂催化剂。

• NiMo-H₂由Ni₀.₉₁Mo₀.₀₉纳米颗粒（20-40 nm）负载于MoO₂纳米棒表面，形成分级结构。

• XPS和XAFS证实Ni以金属态存在，Mo以Mo⁴+为主，合金化效应优化电子结构。

• BET比表面积达48.3 m² g⁻¹，暴露更多活性位点，加速电荷传输。

  图1：NiMo-H₂催化剂的工作机制及结构表征（SEM、TEM、HRTEM）。

2. 光热性能分析
要点精读：

• NiMo-H₂在250-1500 nm波长范围反射率<3%，光吸收能力显著优于前驱体。

• 模拟太阳光下，催化剂表面温度1分钟内升至80.6°C，比空白镍泡沫高34.8°C。

• 扫描光热显微镜（SPThM）显示Ni₀.₉₁Mo₀.₀₉纳米颗粒的光热升温效率是MoO₂纳米棒的3倍。

图3：DFT计算。

3. 电化学性能测试
要点精读：

• 在6 M KOH海水中，NiMo-H₂的HER过电位为32 mV@10 mA cm⁻²，优于Pt/C。

• 500 mA cm⁻²电流密度下连续运行540小时，催化剂未发生结构坍塌或活性衰减。

• 图3：HER极化曲线、稳定性测试及光热增强机制示意图。

4. 光热电解槽系统
要点精读：

• 设计光热AEM电解槽，集成NiMo-H₂||NiFe LDH电极对。

• 1.6 V电压下驱动0.45 A电流（面积2.25 cm²），能耗较传统电解槽降低18%。

• 图4：电解槽结构设计及整体性能测试

【总结 & 原文链接】
本文创新性地将光热效应与海水电解结合，开发出NiMo-H₂催化剂及配套电解系统。其核心突破在于：① Ni₀.₉₁Mo₀.₀₉合金与MoO₂纳米棒协同优化电子结构与传质路径；② 分级纳米结构实现高效光吸收与局域加热，降低能耗；③ 光热AEM电解槽设计兼顾热管理与反应效率。该技术在大电流密度下的稳定性和低电压需求（1.6 V@0.45 A）展现了工业化潜力，为沿海地区利用太阳能资源生产绿氢提供了新思路。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58320-5

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