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

　　近日，中國科學院寧波材料技術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定水解催化方面的應用，成功實現了創記錄的雙功能水解反應活性(即析氫和析氧)，并發現了決定其優異催化穩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 納米異質結材料在析氫反應(HER)和析氧反應(OER)中展現出卓越性能，在寬電流密度范圍(10~200mA cm-2)內均實現了極低的過電位、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)以及領先的穩定性-過電位綜合性能。研究人員進一步揭示了其優異性能源于材料表面存在的顯著協同效應，包括表面自適應鈍化反應(氫化與氧化)、界面電子轉移以及界面協同傳質等關鍵微觀機制。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境提高服役穩定性的新思路。
 

　　相關研究成果已經以“Dual-site catalysis in Ni-Fe phosphides: understanding the bifunctional mechanism for water splitting”為題發表在國際期刊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