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新型可再生能源的开发、转化与储蓄技术是未来能源发展面对的关键技术问题。在目前的能源储蓄与转化技术中，电化学催化剂的开发和应用对于扩充电极的储存容量、扩大交换电流密度具有重要意义。其中，电解水制氢是能量转化过程中重要的电化学反应，同时是制备氢气这一极具潜力的未来能源的有效方法，受到了研究者的广泛关注。
本研究以镍基材料为基础和出发点，探究了镍基材料在电化学催化领域的应用。本研究的第一部分工作通过水热-煅烧法，合成了一种三维自支撑的金属异质衍生物复合材料Ni(PO3)2-MoO3/NF纳米棒，该复合材料在碱性溶液中催化析氢反应和析氧反应时都展现出优异的催化活性。Ni(PO3)2-MoO3/NF作为电极材料，在进行析氢反应，析氧反应和全解水反应时达到10mAcm–2的交换电流密度时的过定位分别为86mV，234mV和240mV。研究结果表明，Ni(PO3)2-MoO3/NF作为电解水双功能催化材料具有较高的理论研究价值和应用潜力。
本研究的第二部分工作通过共沉淀-煅烧法合成了一种高负载量合金型铂单原子纳米线(Pt/Ni–NC)。所制备的Pt/Ni–NC纳米线由氮掺杂的碳构成线状骨架，表面镶嵌大小不一的镍单质纳米颗粒，铂单原子均匀分布在镍纳米颗粒表面和内部，并与周围的镍原子形成Pt-Ni配位结构，催化剂中铂原子负载量高达4.94wt%。Pt/Ni–NC展现出优异的析氢反应催化性能，密度泛函理论计算揭示了析氢反应过程中PtSAs–Ni为催化活性位点，其吉布斯自由能ΔGH*接近于0。实验结果和理论计算证明，上述单原子催化剂是一种新型高效的电化学析氢催化剂。
上述工作为镍基催化剂在电解水催化领域的研究提供了新的实验思路和理论支撑。
本研究以镍基材料为基础和出发点，探究了镍基材料在电化学催化领域的应用。本研究的第一部分工作通过水热-煅烧法，合成了一种三维自支撑的金属异质衍生物复合材料Ni(PO3)2-MoO3/NF纳米棒，该复合材料在碱性溶液中催化析氢反应和析氧反应时都展现出优异的催化活性。Ni(PO3)2-MoO3/NF作为电极材料，在进行析氢反应，析氧反应和全解水反应时达到10mAcm–2的交换电流密度时的过定位分别为86mV，234mV和240mV。研究结果表明，Ni(PO3)2-MoO3/NF作为电解水双功能催化材料具有较高的理论研究价值和应用潜力。
本研究的第二部分工作通过共沉淀-煅烧法合成了一种高负载量合金型铂单原子纳米线(Pt/Ni–NC)。所制备的Pt/Ni–NC纳米线由氮掺杂的碳构成线状骨架，表面镶嵌大小不一的镍单质纳米颗粒，铂单原子均匀分布在镍纳米颗粒表面和内部，并与周围的镍原子形成Pt-Ni配位结构，催化剂中铂原子负载量高达4.94wt%。Pt/Ni–NC展现出优异的析氢反应催化性能，密度泛函理论计算揭示了析氢反应过程中PtSAs–Ni为催化活性位点，其吉布斯自由能ΔGH*接近于0。实验结果和理论计算证明，上述单原子催化剂是一种新型高效的电化学析氢催化剂。
上述工作为镍基催化剂在电解水催化领域的研究提供了新的实验思路和理论支撑。