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摘 要：氢气作为一种减少化石资源燃烧排放的二氧化碳的清洁能源而备受关注。然而，目前大部分的氢气是从原油中提取的。因此，水电解制氢作为一种有前途的用于储存和有效利用间歇性可再生能源的基本技术而备受关注。该技术需要一种能够在碱性介质中实现高效析氢反应的催化剂。目前，众所周知，典型贵金属铂及其合金是活性最高的HER催化剂。但由于Pt稀有且价格昂贵，因此难以大规模地投入应用。为此，迫切需要开发一种不使用贵金属且基于地球上丰富的铁、钴、镍、钛、钨、钼、铜等过渡金属的低成本且高效的HER催化剂。研究小组通过独特的“液态金属脱合金法”，即利用在金属液体中发生的脱合金反应，成功地形成了传统方法难以实现的Mo-Co系金属间化合物的共连续纳米多孔，并阐明了其表现出与铂基催化剂相当的优异析氢反应催化能力。通过进一步优化金属间化合物的元素和组成，以及优化多孔形态，有望开发一种超越铂基催化剂的低成本且高效的HER催化剂。
关键字：水电解制氢、高效析氢反应、HER催化剂、液态金属脱合金法、无贵金属析氢反应催化剂
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利用金属间化合物（Mo6Co7相）具有的有序晶格结构的高耐热性，实现了约30nm的超细共连续纳米多孔形态。
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由于金属间化合物特有的几何和电子效应，以及伴随着共连续纳米多孔形成，活性位点数量的增加和材料传输性的扩大，可发挥与铂（Pt）基催化剂相当的析氢反应催化能力。
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有望开发出一种超越Pt基催化剂的低成本且高效率的无贵金属析氢反应催化剂。
水电解制氢作为一种有前途的用于储存和有效利用间歇性可再生能源的基本技术而备受关注。该技术需要一种能够在碱性介质中实现高效析氢反应（Hydrogen Evolution Reaction: HER）的催化剂。目前，众所周知，铂（Pt）基催化剂是最有效的HER催化剂，但由于Pt稀有且价格昂贵，因此难以大规模地投入应用。为此，迫切需要开发一种不使用贵金属且基于地球上丰富的Fe、Co、Ni、Ti、W、Mo、Cu等过渡金属的低成本且高效的HER催化剂。
这些金属在单体中表现出适度的催化活性，但通过利用伴随合金化的几何效应（集团效应）和电子效应（配位效应），可以降低过电压并大幅度提高催化效率。与无序固溶体相比，具有有序原子结构和明确化学计量的金属间化合物由于具有独特的晶体结构，可以增强均匀分布和强化活性位点的“几何效应”；通过电子定位和定向共价键的结合，还可以增强“电子效应”。而且，通过金属成分之间的强离子/共价键相互作用，还有望提高催化作用期间的电化学稳定性。
为了有效利用金属间化合物的高催化活性，除了寻找HER活性高的金属间化合物之外，促进反应物的吸附和产物解吸的大表面积也是必不可少的。共连续开孔型纳米多孔形态具有巨大的表面积、促进反应产物传输的小孔通道和高电导率。因此，在选择HER活性高的金属间化合物后，有必要进行相关研究以实现共连续开孔型纳米多孔。