氢具有很高的燃烧值（1.4×108 J/kg），本质上是绿色的，因此，氢已被广泛视为传统化石燃料的下一代能源替代品，而传统的化石燃料已引起与CO₂排放迅速增加相关的严重环境问题，包括全球变暖、海平面上升和物种灭绝等。因此，开发高效、低成本的制氢催化剂具有重要意义。

有鉴于此，澳大利亚新南威尔士大学戴黎明教授和华中科技大学薛堪豪副教授、Yifan Tian、Chundong Wang等人，在泡沫镍上制备了一种新型NiMoO₄催化剂，然后进行NH₃-等离子体处理以引入NH₂官能团，然后在HER过程中将其转化为–NH₃基团，从而在碱性溶液中具有出色的HER活性，接近理论极限。

本文要点

1）用氨等离子体对泡沫镍上的NiMoO₄进行了处理（表示为NHx-NiMoO₄）。考虑到前驱体NiMoO₄的独特空心结构，可以预料，捕获在NiMoO₄内的等离子体诱导的NHx基团可能移动到表面并自我重组，从而使Gibbs自由能最小化，从而加速了HER反应。

2）等离子体处理和-NH₃的形成过程，其中Mo位点上发生了Volmer步骤，通过将生成的氢离子转移至-NH₂物种而形成-NH₃。结果表明，所合成的NHx-NiMoO₄ HER催化剂具有极高的催化活性(η@10 mA cm^-2 = 18 mV, Tafel斜率= 28.3 mV/decade)，有望用于海水裂解。

总之，等离子体法可以推广到其他许多重要的化学或电化学反应的新型催化剂的设计。

参考文献：

Chundong Wang et al. Plasma-induced moieties impart super-efficient activity to hydrogen evolution electrocatalysts. Nano Energy, 2021.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106030

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106030