李念兵、罗红群、雷惊雷教授JMCA封面：界面氧空位工程调节 Nb2O5-Ni3N异质结用于高效电催化析氢

氢（H2）是最重要的储能物质之一，电催化可以将H2O大规模地转化为H2。由于对反应物（H2O）的吸附能力和中间产物（H*）的解吸性能有一定要求，限制了大多数电催化剂在碱性溶液中的析氢性能。最近，人们采取了多种策略来改善催化剂的活性，例如界面工程，缺陷工程和成分调控。

李念兵、罗红群教授等人将界面和缺陷工程结合起来，通过两个简单步骤合成性能接近于Pt/C的Nb2O5-Ni3N异质催化剂。Nb2O5调节了Ni3N的电子结构，成功提高了在泡沫镍（NF）上生长的Ni3N的HER催化活性。系统的电化学测试结果表明，界面缺陷对Ni3N的HER活性具有促进作用。在1.0 M KOH中当电流密度达到10mA/cm2 时，Nb2O5-Ni3N/NF的过电势仅为80 mV，这明显优于Ni3N/NF（η10 = 184 mV），当电流密度大于125 mA/cm2时甚至优于商业Pt/C。理论计算结果表明，催化剂对反应物（H2O）的吸附能力和对中间体（H*）的解吸性能得到了优化是其获得优异活性的原因。一方面，Nb可以调节Ni的电子结构，降低其d带中心，有利于H*的解吸。另一方面，由于Ni3N与Nb2O5之间的强协同作用，Nb2O5-Ni3N获得了对H2O的最佳吸附能力。这项工作为基于界面工程的高活性催化剂的设计和制备提供了参考。

该文章发表在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A上，西南大学2018级硕士陈晓慧为本文第一作者。

doi.org/10.1039/D1TA01872H