周 琦 李志洋

（兰州理工大学，省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，兰州 730050）

0 引 言

随着当今化石燃料耗量增加、储量锐减，氢能作为一种新型高能量密度的清洁二次能源日益备受关注。氢气的制取方式各有不同，其中电解水制氢以其制取氢气纯度高且无污染的优势成为大规模制氢的首选[1]。但电解水需要消耗巨额电能，为了提高能量转换效率，寻求析氢过电位低且稳定性高的电解池阴极材料成为问题解决的关键。大量实验研究表明Pt族过渡金属具有最低的析氢过电位，但其储量稀少、价格昂贵，不适大规模运用于工业生产，因此研发成本低廉且电催化析氢活性高的阴极替代材料具有重要意义[2]。根据M-H（M为阴极电极）键能与lg j0（j0为交换电流密度）值的析氢火山曲线[3]可知，Pt族贵金属与H结合形成的M-H具有合适键能，表现出极佳的析氢催化活性。据Brewer-Engel价键理论[4]，当Mo与Ni结合形成Ni-Mo合金时，其表面电子结构的改变使得其与H的键合能力更加接近于贵金属Pt，Ni、Mo协同作用有利于活性H的吸/脱附，从而改善其本征催化活性。其次，脱合金化形成的纳米多孔结构赋予电极材料极大的比表面积，为活性H的吸/脱附提供丰富的活性位点。非晶结构具有的配位不饱和的短程有序原子簇提供了更多表面活性中心[5]，较高的表面自由能有效的降低了活性H在合金表面的吸附活化能[6]，长程无序的均一结构无晶界、位错和层错等缺陷，不会出现不利于催化的现象[7]，如 Ni-P[8]、Ni-S[9]非晶合金在一定程度上起到明显降低析氢过电位的作用。……