近日，深圳大学化学与环境工程学院何传新教授课题组在《Advanced Materials》（影响因子29.4，中科院JCR 1区，Top期刊）上发表了题为《Lattice Strain Engineering of Ni2P Enables Efficient Catalytic Hydrazine Oxidation-assisted Hydrogen Production 》的研究论文。该团队冯超博士后与吕淼媛硕士为共同第一作者，胡琪副教授、何传新教授为通讯作者，深圳大学为唯一作者单位。
全球日益严重的环境污染和能源危机使寻求可再生能源来替代化石能源刻不容缓。氢能，是一种能量密度高且环境友好的环保型能源。电催化水分解被认为是环保、高效的大规模制氢策略之一。电催化水分解制氢主要包括阴极 HER反应和阳极OER反应。然而，OER具有理论电位高（1.23 V）和动力学缓慢等问题，使得整体水分解通常需要 1.6-2.0 V 的电压，才能达到工业级电流密度，这大大增加了电解水制氢的能耗。研究发现，以小分子肼的氧化反应（HzOR）取代OER可降低整体电解水制氢的能耗。这是由于HzOR的理论电位仅为-0.33 V vs. RHE。此外，HzOR 的产物只有氮气，无污染且与H2混合无安全隐患，是替代 OER辅助HER制氢的有效策略之一。
在本工作中，何传新教授团队通过双阳离子掺杂来诱导Ni2P晶格应变的发生，合成了Cu1Co2-Ni2P（压缩应变为-3.62%）将其作为双功能电催化剂，用于HzOR和HER。与有拉伸应变和无应变的Ni2P相比，压缩应变为-3.62%的Cu1Co2-Ni2P对HzOR和HER的活性都有显著提高。在肼辅助HER制氢两电极体系， 0.16 和 0.39 V 的电压下，可分别达10 和 100 mA cm-2的电流密度。密度泛函理论（DFT）计算表明，压缩应变可促进水的解离，并同时调节氢中间产物的吸附强度，从而促HER 过程。对于 HzOR，压缩应变降低了 *N2H4 脱氢为 *N2H3 的决速骤（PDS）的能垒。通过晶格应变调控，结合小分子肼的氧化反应，降低了制氢的能耗，有望实现高效低成本电解水制氢。
该研究成果得到国家自然科学基金联合重点项目、粤深联合重点项目、深圳市科技计划等项目资金支持。
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