本网讯（材料科学与工程学院 周乾坤）发展高效、低成本的电催化剂一直是电解水产氢的难点和热点。我校材料科学与工程学院遇鑫遥教授自2018年底在安徽大学成立课题组以来创新性的采用低温等离子体技术构筑了一系列金属/金属氢氧化物异质结构电催化剂，获得了提升的电催化产氢性能。
低温等离子体技术具有高效、快速、低温和环保等优势，在室温下，十分钟时间内便可实现非贵金属/金属氢氧化物异质结构电催化剂的有效构筑（图1）。研究人员发展了三种策略调控等离子体法制备的非贵金属/金属氢氧化物的电子结构：一、通过钨酸根插层和晶相工程策略，增强了Ni/Ni(OH)2界面在中性电解液中的产氢性能，相关结果发表在Journal of Materials Chemistry A上（J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 21848和J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 1456，安徽大学均为第一和通讯作者单位）；二、通过阳离子掺杂策略，提升了Ni/NiFe LDH异质结构在碱性电解液中的产氢性能，相关结果发表在Applied Catalysis B: Environmental上（Appl. Catal. B: Environ., 2020, 266, 118627，安徽大学为通讯作者单位）；三、同时调控非贵金属和金属氢氧化物的电子结构，实现了析氢性能的进一步提升。通过在氢气等离子体中引入氮气协同钼酸根插层氢氧化镍构筑了多析氢位点的异质结构催化剂，相关结果发表在Applied Catalysis B: Environmental上（Appl. Catal. B: Environ., 2020, 266, 118154，安徽大学为通讯作者单位）。
图1低温等离子体技术应用于制备非贵金属/金属氢氧化物异质结构电催化剂
近日，为进一步提升非贵金属/金属氢氧化物异质结构电催化剂的析氢性能，遇鑫遥教授课题组与物质科学与信息技术研究院罗其全教授课题组合作，通过“一石五鸟”的等离子体活化策略和钌单原子的协同作用获得了性能超过商用Pt/C的新型催化剂，并通过DFT理论计算揭示了催化反应机理（图2）。相关研究工作以““One stone five birds” plasma activation strategy synergistic with Ru single atoms doping boosting the hydrogen evolution performance of metal hydroxide”为题发表在材料领域著名期刊Advanced Functional Materials上（Advanced Functional Materials, 2023, 2301343）。安徽大学材料科学与工程学院博士后严萍博士和物质科学与信息技术研究院硕士生杨涛为共同第一作者，遇鑫遥教授和罗其全教授为共同通讯作者，安徽大学为第一和通讯作者单位。
图2镍/氢氧化镍-钌单原子催化剂的结构表征、性能表征和DFT理论计算研究