西安交通大学电气工程学院教授石建稳团队成功研制出海水电解双功能电催化剂。该研究突破了海水电解催化剂活性与稳定性难以兼顾的瓶颈，阐明了界面键合的调控机制，为复杂电解质环境中高效双功能电催化剂的开发提供了新思路。近日，研究成果发表于《纳米能源》。

海水是地球上最丰富的水资源，直接利用海水进行电解制氢无需依赖宝贵的淡水资源，避免了能耗高昂的脱盐过程，具备显著的经济与资源优势，被视为未来大规模制氢的理想途径。然而，海水电解催化剂在实际应用中仍面临多重瓶颈，海水复杂的离子组成易引发电极腐蚀、催化活性位点中毒及析氯反应的竞争，同时，碱性条件下的稳定性与双功能催化效率难以兼顾。设计开发兼具超高双功能活性、长效稳定性与抗腐蚀性能的电催化剂，对推动绿色氢能产业发展具有重要意义。

研究团队研发的新型催化剂以泡沫镍为基底，通过精准电沉积技术将超低负载量钌团簇锚定在氧化碳化钛纳米片表面，形成“活性位点-导电骨架”紧密结合的复合结构。该设计让催化剂兼具出色的电催化活性与超强的结构稳定性，其优异性能源于独特的界面键合作用，两键协同引导界面电荷定向重分布，既优化了反应中间体吸附能力，又加快了析氢、析氧反应动力学。

西安交大团队创新设计三维复合催化结构：以泡沫镍为导电基底，通过精准电沉积将超低负载钌团簇锚定在氧化碳化钛（Ti₃C₂Oₓ）纳米片表面，形成 “活性位点 — 导电骨架” 紧密耦合体系。得益于Ru–O–Ti 与 Ru–C–Ti 界面键协同作用，催化剂实现电荷快速转移与反应路径精准调控，同时显著提升抗腐蚀与抗氯离子干扰能力。

测试数据显示，该催化剂在碱性海水环境中表现优异：

析氢反应（HER）：10 mA cm⁻² 电流密度下过电位仅 33 mV，优于商用铂碳催化剂；

析氧反应（OER）：10 mA cm⁻² 过电位 233 mV，达到商用氧化钌水平；

全解水电压：1.52 V 即可驱动 10 mA cm⁻² 稳定运行，长期工作无明显性能衰减；

工程优势：贵金属用量极低、制备工艺可放大，适配现有电解装置升级改造。

团队表示，该成果从材料设计与界面调控层面，破解了海水电解 “高活性、长寿命、低成本” 三角矛盾，不仅可用于近海绿氢生产，还能与海上风电、光伏等可再生能源耦合，推动海洋清洁能源一体化开发。

目前，研究团队正推进催化剂中试验证与器件集成优化，加快向工业化示范迈进，助力我国绿氢产业降本增效与海洋资源高效利用。