近日，我校高艳芳教授、张欣副教授团队在国际知名期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（中国科学院一区TOP，IF：21.1）上发表了一篇题为“Self-supporting Ru Single-Atom Chain Electrodes for High-Current Hydrogen Evolution Reaction”（DOI: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.126029）的研究论文。高艳芳教授、张欣副教授为共同通讯作者，团队中的2020级博士研究生王志伟和2022级博士研究生赵晓琦为共同第一作者，我校为论文第一通讯单位。
图1 Rux-1T-MoS2/CC单原子链催化剂的设计及微观形貌表征
该研究成果依托化工学院、大规模储能技术教育部工程研究中心、内蒙古自治区储能技术工程研究中心完成，并受到内蒙古自然科学基金面上项目（2025LHMS07014和2023ZD19）、内蒙古自治区重点技术攻关项目（2020GG0290）和内蒙古自治区草原领军人才计划项目资助。
研究中，团队创新性提出“阳离子置换制备单原子链Ru1-1T-MoS₂/CC催化剂”的研究策略，并将其应用于电解水制氢研究，为该领域催化材料开发提供新路径。从性能表现来看，Ru1-1T-MoS2/CC催化剂优势突出：一方面Ru负载量超低，常规酸性条件下，10mA·cm-2电流密度对应的过电位仅为88mVvs.RHE；常规碱性条件下，该过电位进一步降至5mV，性能优于多数已报道的Ru-MoS₂催化剂。另一方面，在电解非常规低品位矿井疏干水时，其性能远超商业Pt/C催化剂，前者过电位为373mV，周转频率（TOF）达101.08H2·s-1，后者过电位为396mV，TOF 仅为24.33H2·s-1。本研究不仅构建了有序可控金属单原子中心催化剂的简易制备方案，更深入解析了单原子链催化剂的形成机理与HER电催化机理，为该领域技术创新与理论研究提供双重支撑。
图2 Rux-1T-MoS2/CC单原子链催化剂的结构表征
图3 Rux-1T-MoS2/CC单原子链催化剂的电化学性能测试
图4 Rux-1T-MoS2/CC单原子链催化剂的机理探究
图5 论文页面
该团队长期致力于电催化剂领域研究，此前相关研究成果已发表于国际期刊《Chemical Engineering Journal》（中国科学院一区 TOP，IF:13.3），获得国际权威认可。一篇为研究性文章《Hydrogen bond-induced the oxidation states of Fe active centers to enhance the electrochemical performance of oxygen reduction reaction and oxygen evolution reaction in Zn-air batteries》（DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166333），另一篇为综述性文章《Alkaline oxygen reduction/evolution reaction electrocatalysis: A critical review focus on orbital structure, non-noble metal catalysts, and descriptors》（DOI:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155005）。两项成果均为课题组系列研究的重要组成，由团队博士研究生完成，且我校均为唯一通讯单位，充分体现了研究的系统性与团队较强的科研攻坚能力。
文字、图片：化工学院
