近日，昆明理工大学材料科学与工程学院冯立纲教授团队在尿素辅助电解制氢领域取得最新研究进展，相关研究成果以“Interface Engineering of Ni2P/NiSe2 for Energy-Saving Urea/Urine Electrolysis”为题在国际顶级期刊Advanced Functional Materials上在线发表。冯立纲教授为论文通讯作者，昆明理工大学为唯一通讯单位。

尿素电解作为一种绿色制氢技术，理论电位仅为0.37 V，远低于传统水分解的1.23 V，可节省约30%的能耗。然而，现有催化剂在反应动力学和长期稳定性方面仍面临挑战。研究团队通过构建Ni2P/NiSe2异质界面，利用界面电子转移形成内建电场，优化了局部电子结构和中间体吸附行为，将速率决定步骤的自由能垒降至2.18 eV。实验结果显示，该催化剂在1.50 V vs. RHE下的电流密度达到221.43 mA cm−2，是Ni/NCNF催化剂的5.16倍，电子转移系数和扩散系数均提升了两个数量级。塔菲尔斜率低至17 mV dec−1，电荷转移电阻仅29.26 Ω，充分证明了其优异的反应动力学特性。

在模拟尿液环境中，该催化剂仍能保持98.83 mA cm−2的电流密度，并实现了48小时的长时间稳定运行。原位拉曼光谱和反应后结构分析表明，催化剂表面重构为高价的NiOOH活性相，异质结构有效稳定了活性表面。此外，研究团队还系统分析了模拟尿液中各杂质组分（如肌酐、明胶、铵盐等）对催化活性的影响，为催化剂在实际废水中的应用提供了重要指导。该研究不仅展示了Ni2P/NiSe2异质结构在尿素/尿液电解中的实际应用潜力，也为设计高效双功能电催化剂提供了新思路。

本研究得到了国家自然科学基等项目的资助。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75231