中國科學院院士、深圳理工大學院士工作站教授成會明，深圳理工大學材料科學與能源工程學院助理教授彭晶團隊設計并制備了具有豐富反位缺陷的三元層狀氮化物FeWN2電催化劑，在生物質電氧化制氫領域取得突破性進展。近日，相關研究成果發表于《德國應用化學》。

生物質電氧化制氫是繼電解水之后又一新興的綠色能源技術。該技術通過降低陽極氧化勢壘和生產有價值的化學物質，為傳統水電解制氫提供了極具潛力的替代方案。然而，由于生物質分子中高能碳氫鍵和氫氧鍵的裂解困難，現有技術難以實現工業級電流密度，嚴重制約了其規模化應用。

實驗結果顯示，在60攝氏度的雙電極電解槽環境下，當電壓為0.69伏時，電流密度可達2.5安每平方厘米;電壓提升至1.12伏時，電流密度高達4安每平方厘米，且制氫的法拉第效率達到100%，實現了極高的能源轉化效率。

此外，通過先進的原子級分辨率表征技術，研究團隊深入解析了FeWN2納米片的微觀結構特征，發現該催化劑呈現出一種巖鹽結構且富含反位缺陷。這些特殊的“小機關”是提升催化性能的關鍵。

與現有催化劑相比，FeWN2在催化抗壞血酸氧化反應中展現出顯著優勢。在酸性條件下，該催化劑能夠在100毫安每平方厘米的電流密度下保持超過180小時的長期穩定運行，其性能遠超同類催化劑。

這一研究成果不僅為開發高效有機氧化催化劑提供了新的設計思路，而且為推動生物質電氧化制氫技術的實際應用奠定了重要基礎，對發展清潔能源技術具有重要的科學意義和應用價值。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1002/anie.202500678