科研动态 | 邹贵付教授团队JACS：分子铁电循环可再生制氢

制氢催化剂的耐久性差和易失活问题制约了氢能驱动的绿色发展进程。传统制氢工艺在催化剂耐久性上面临挑战，这些挑战均导致制氢催化剂需频繁更换。铁电材料凭借其独特的机械能-化学能转换特性，在无光条件下可直接将机械能转化为氢能，展现出巨大的替代潜力。但目前主流铁电陶瓷材料（如锆钛酸铅PZT和钛酸钡BaTiO3）在催化制氢过程中面临四大难题：第一，声阻抗与水差距过大导致机械能损耗严重，严重降低了能量利用效率；第二，铁电陶瓷不溶于水，固-气界面高脱附能阻碍氢气产生后的脱附过程，引发活性位点中毒，进一步降低了催化性能；第三，持续机械能激励导致晶格畸变，铁电性能衰减，难以长时间维持稳定制氢效率，第四，铁电陶瓷的制备温度较高，且需要额外的电极化处理，显著增加了催化剂的制备成本。目前铁电陶瓷产氢性能（PZT氢气产率为1.27 mmol g–1 h–1，仅持续0.5小时；BaTiO3 氢气产率0.66 mmol g–1 h–1，可维持15小时）仍远低于工业需求，亟需突破材料设计与制氢策略以提升铁电材料制氢性能。