调控氧空位与电子相互作用：Ni(OH)2–V2O3异质结构电催化生物质精炼与绿色制氢研究

来自前沿电催化领域的研究人员开发了一种新型Ni(OH)2–V2O3异质结构催化剂，通过电沉积法构建于泡沫镍基底。该研究成功实现了5-羟甲基糠醛（HMF）高效电氧化为2,5-呋喃二甲酸（FDCA，产率达97.5%）并与析氢反应（HER）耦合，在1.40-1.70 V vs. RHE宽电位范围内实现97.4%法拉第效率，同步完成生物质增值转化与清洁氢能（50分钟产氢25 mL）生产，为非贵金属催化体系设计提供创新策略。

　　

电合成技术正在为生物质精炼与绿色氢能生产开辟新路径。本研究报道了一种通过电沉积法制备的镍基异质结构催化剂（Ni(OH)₂–V₂O₃/NF），其独特的异质界面诱导产生氧空位并强化电子转移，显著提升了5-羟甲基糠醛（HMF）电氧化反应（HMFOR）与析氢反应（HER）的双功能催化活性。该电极在1.40-1.70 V（相对于可逆氢电极）电位区间内表现出优异稳定性，实现97.5%的2,5-呋喃二甲酸（FDCA）产率及97.4%的法拉第效率，同时拓展至多种醇类氧化反应（产率>96%）。在双电极体系中，阴极侧50分钟内可生成25 mL氢气，法拉第效率接近100%。此项工作为基于经济型非贵金属催化剂实现生物质价值化与氢能联产提供了创新性解决方案。