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近日，中国海洋大学材料科学与工程学院黄明华教授团队在电解（海）水制氢材料开发领域取得新进展。团队基于缺陷驱动的逐步活化策略，以精确调控吸附微环境中金属活性中心3d轨道和和氧2p轨道的杂化，从而实现了OER催化活性中心与反应中间体之间电荷转移效率的显著提高, 相关研究成果“Defect-Driven Stepwise Activation of Metal–Organic Frameworks toward Industrial-Level Anion Exchange Membrane Water Electrolysis ”（缺陷驱动MOF逐步活化用于商业级阴离子交换膜碱性电解槽）发表于国际顶尖期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。团队基于金属原子磁矩作为关联描述符，建立与氯离子（Cl⁻）吸附能及反应相关中间体结合能的相互作用关系，实现了高效宽温海水电解，相关研究成果“Magnetic Moment Descriptor-Guided Multifunctional Co Single-atom Catalysts Enable Wide-Temperature Uninterrupted Seawater Splitting”（磁矩描述符引导多功能Co单原子催化剂实现宽温域海水电解）发表于国际顶尖期刊《先进材料》（Advanced Materials）。
开发电解（海）水制氢等清洁高效的能源转换技术，是构建绿色氢能经济的重要途径。电解过程中涉及的析氧反应（OER）与氧还原反应（ORR）作为核心电极反应，均伴随着复杂的多质子-多电子转移过程，其缓慢的动力学特性成为限制整体效率的关键瓶颈。因此，开发高效稳定的低成本电催化材料迫在眉睫。当前广泛应用的贵金属基催化剂（如Pt/C与RuO₂）虽然具有优异的本征催化活性，但其资源稀缺性、高昂成本及较差的稳定性，已成为制约电解（海）水制氢技术发展的主要障碍。
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