近日，永利周建清博士團隊在非貴金屬雙功能催化劑研究方面取得突破性進展。該研究成果以“Precisely tailoring the d-band center of nickel sulfide for boosting overall water splitting”為題發表在國際頂級期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy (IF高達22，中科院一區Top期刊，全球工程環境類期刊排名1/81，工程化學領域排名2/171) 上。3044am永利集团為第一單位，周建清博士為第一作者，華中師範大學餘穎教授為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金項目等資助。
氫氣具有能量密度高和零碳排放等優點，被認為是一種理想的清潔能源。由太陽能等可再生能源驅動的電催化分解水制氫是一種大規模生産綠氫的方法。電催化分解水可分為析氧反應（OER）和析氫反應（HER）兩個半反應，但都表現出緩慢的反應動力學。d帶中心工程是一種優化催化劑的電子結構和改善電解水制氫性能的重要方法。然而，HER和OER具有完全不同的反應過程和吸附物種。因此，如何在一個催化劑上精準調控d帶中心，使其能同時高效催化HER和OER仍然是一個巨大挑戰。該研究從地球儲量豐富的硫化鎳（Ni3S2）着手，利用V和Fe雙異質原子修飾技術來精準調控Ni3S2的d帶中心，同時優化HER和OER反應物種的吸附行為，從而獲得優異的析氫與析氧性能。V和Fe共修飾的Ni3S2在1 M KOH中隻需要68和190 mV的超低過電位就能輸出10 mA cm-2的HER和OER電流密度。密度泛函計算表明，Ni 3d和V 3d/Fe 3d軌道之間的強電子相互作用有效地調控Ni3S2的d帶中心，并優化了HER和OER中間體的吸附行為，從而大幅提高HER與OER本征催化活性。這項工作發展了一種高效精準的d帶中心調控策略，為後續開發高效的能量轉化與存儲的多功能催化劑提供了新思路。
作者簡介：
周建清，低職高聘副教授，碩士生導師。2015年入選華中師範大學拔尖創新人才培養計劃，2021年獲得華中師範大學理學博士學位。主要從事非貴金屬催化劑的可控構築及其電解水制氫研究。近年來，已在PNAS、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Nano Energy、Appl. Catal. B: Environ.、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J. 、Chin. J. Catal.等國際著名期刊上發表SCI論文20餘篇，其中一區論文18篇，ESI高被引論文4篇，ESI熱點論文1篇，文章被引2000餘次，H指數20。先後主持國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、國家重點實驗室開放課題、湖北省重點實驗室項目等8項。
論文鍊接為：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337324007756