近日，国际催化领域权威期刊Chinese Journal of Catalysis（《中国催化》）在线发表了材料化学教研室张权副教授团队在电催化能源领域的最新研究成果。论文题为“Lattice-expanded NiSe catalyst via lanthanum incorporation for accelerating urea electrooxidation in assisting water electrolysis”（镧掺杂诱导晶格膨胀NiSe催化剂用于高效尿素氧化辅助电解水制氢）。张权副教授为论文第一作者，三峡大学杨泽惠教授、昆明理工大学蔡卫卫教授和南京邮电大学杨方麒副教授为共同通讯作者，湖北师范大学为论文第一通讯单位。Chinese Journal of Catalysis是由中国科学院大连化学物理研究所主办的国内催化领域顶尖期刊，中科院SCI化学大类一区TOP期刊，最新影响因子为17.2。
氢能是落实“双碳”目标的关键清洁能源。传统电解水阳极析氧反应（OER）动力学慢、能耗高；尿素氧化（UOR）理论电位更低，耦合阴极析氢（HER）既能节能制氢，又能处理含尿素废水。但常规硒化镍（NiSe）存在活性位点少、尿素吸附弱、稳定性差等问题，难以实际应用。该研究采用一步水热法制备镧掺杂 NiSe双功能电催化剂，利用大半径 La3+替换Ni2+引发晶格膨胀，同步优化材料形貌与电子结构。电化学测试证实该催化剂UOR、HER双活性性能优异：UOR在1.6 V时电流密度是纯NiSe两倍；HER在-10 mA·cm-2下过电位135 mV，同时具有优异的稳定性。理论计算表明，镧掺杂增强尿素吸附、降低反应决速步能垒，同时利于产物CO2脱附。以此材料组装双电极电解槽，10 mA·cm-2仅需1.52 V，金属溶出极低，体系能耗显著下降。该工作揭示稀土晶格膨胀提升硒化物催化性能的内在机制，合成工艺简单易放大，可为绿氢制备、含氮污水协同治理提供低成本无贵金属电催化新材料设计思路。
La-NiSe催化剂尿素氧化理论计算图
该工作得到了国家自然科学基金（No. 22302062）和污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室开放基金等项目的资助。
论文信息：
Lattice-expanded NiSe catalyst via lanthanum incorporation for accelerating urea electrooxidation in assisting water electrolysis
Quan Zhang, Hejin Ma, Ruobing Han, Tonglin Yang, Zhenhui Chen, Miaoyang Zhu, Jiawei Shi*, Weiwei Cai*, Fangqi Yang*, Zehui Yang*
Chinese Journal of Catalysis, 2026, 86, 254-264.
论文链接：https://doi.org/10.1016/S1872-2067(26)65054-1
