由可再生能源产生的绿色氢(或H2)是脱碳未来的燃料。电解，或借助电化学电池将水分解成氧气和氢气，是生产绿色H2的最流行的方法之一。

反应简单，保证产品高品质，且碳排放为零。然而，尽管电化学水分解有其优点，但尚未在商业规模上获得重视。这是因为电化学过程中原位产生的活性(氧)氢氧化物催化剂的电导率较低。这反过来又导致催化活性受限，阻碍电池中的氢和氧析出反应。

(羟基)氢氧化物电性能差的问题一直是实现高效水分解的长期挑战。现在，光州科学技术学院化学系的JunhyeokSeo副教授领导的研究小组找到了解决这一问题的肖特基结的方法。

在最近发表在《应用催化B：环境》上的一项研究中，他们展示了一种在金属镍钨氮化物(Ni-W5N4)和半导体n型镍铁(氧)氢氧化物界面处形成肖特基结的电极(NiFeOOH)催化剂。该电极能够克服(羟基)氢氧化物的电导极限，并提高了装置的水分解能力。

值得注意的是，两种材料(金属和半导体)的电子行为截然不同，它们接触后在界面处产生能量差，形成结。Seo博士解释说：“我们的研究利用肖特基结中存在的势能垒来加速电极中的电子流，从而显着增加析氧反应活性，加速整体水分解。”他强调了他们的新研究背后的核心机制。设计的电极。

在进行电催化水分解时，研究小组观察到Ni-W5N4合金催化析氢反应，在11mV的小过电势下产生10mA/cm2的电流密度。此外，在Ni-W5N4|NiFeOOH界面处形成的整流肖特基结消除了由(氧)氢氧化物物质产生的非导电层压。

在正向偏压下，其在181mV过电势下表现出11mA/cm2的电流密度。电极的电化学分析表明，催化活性的提高确实可以归因于肖特基结。

最后，研究人员使用肖特基结电极设计了一种用于工业海水电解的电解槽。他们发现新装置可以连续运行10天，同时在电解过程中还表现出出色的催化活性和耐用性。它在仅230mV的过电势下表现出100mA/cm2的显着电流密度。

总体而言，研究人员认为，这些发现有助于制定可持续的制氢战略，最终取代仍然依赖化石燃料的传统方法。Seo博士总结道：“淡水和海水是丰富且可再生的质子来源。高效的水分解系统确保我们能够可持续生产零碳氢燃料，从而帮助解决当前的气候问题。”

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