在氢能产业蓬勃发展的浪潮中，阳极氧析出反应（OER）犹如横亘在高效水电解技术前的“高山”，其迟缓的

反应动力学成为制约能源转换效率的关键瓶颈。传统吸附剂释放机制（AEM）受限于萨巴蒂尔原理，始终难以突破

约370mV的过电位阈值，而晶格氧机制（LOM）的发现，恰似为OER催化研究点亮了一盏明灯，开启了全新的探

索方向。

　　科研团队大胆创新，将缺陷工程与异质结界面工程巧妙融合，成功打造出富含缺陷的Fe₂O₃-CeO₂纳米异质结材

料——Fe₂O₃@CeO₂-OV。这种材料负载于多孔泡沫镍（NF）上，构建成自支撑电极，为高效OER催化带来了突破

性进展。

　　从微观层面剖析，原子级别的缺陷工程在其中发挥着关键作用。通过两步溶剂热反应合成异质结材料，并借助后续

煅烧处理，在催化剂表面催生大量氧空位。X射线光电子能谱（XPS）、X射线吸收精细结构（XAFS）和电子顺磁共振

（EPR）等先进表征手段，清晰证实了这些氧空位的存在。这些氧空位就像一个个“活性开关”，显著改变了金属中心

的配位环境，调节了M-O键合强度与电荷分布，不仅暴露更多活性位点，还极大促进了电荷转移，成功激活晶格氧，使

反应途径从AEM切换至LOM。

　　而异质结界面工程同样功不可没。Fe₂O₃与CeO₂形成的独特异质结结构，因其两侧不同的工作函数和能带结构，引发

了界面电荷的转移与重新分布。这种电子层面的“异动”，带来了诸如d带中心移动、表面电子密度调节等有趣的物理化

学变化，进一步增强了材料的催化性能。最终形成的多级绣球花状微结构，由覆盖着CeO₂纳米颗粒的Fe₂O₃纳米花组成，

独特的结构为催化反应提供了丰富的作用位点。

　　在性能测试中，Fe₂O₃@CeO₂-OV电极展现出了令人瞩目的表现。在10mAcm⁻²的电流密度下，过电位低至172mV；

即便在高达1000mAcm⁻²的大电流密度下，过电位也仅为317mV，在已报道的铁基催化剂中名列前茅。更值得关注的是，

在模拟实际工业场景的基于膜的流动池测试中，该电极依然保持着优异的活性与稳定性，充分彰显了其在商业应用领域的

巨大潜力。

　　此次研究不仅成功开发出高性能的OER催化剂，更重要的是，为OER催化研究提供了全新的思路与方法。从原子尺度的

缺陷调控到异质结界面的电子优化，每一步探索都在推动着水电解技术向更高效率、更低能耗的方向迈进，为氢能产业的发

展注入了强大动力。

　　超声波喷涂设备用于许多电解涂层应用中。催化剂层的高度均匀性和悬浮颗粒的均匀分散能够创造非常高效的电解槽涂

层，无论是单面还是双面。在绿色氢气生产中，氢气是通过电解分解水产生的，只产生氢气和氧气。超声波喷涂设备在这个

真正的绿色能源生产过程中为电解槽涂上涂层。

　　在大量氢燃料电池生产中，验证了超声波喷涂设备用于PEM电解槽涂层是理想的方式，它是将碳基催化剂油墨喷涂到电

解质膜上的理想选择。超声波喷涂设备是完全自动化的，能够双面涂布，并能够将不同的催化剂配方应用于膜的每一侧。涂层

的耐久性和可重复性被证明优于其他涂层方法，通常不仅能够延长涂层PEM得使用寿命，还能够提供更高的效率。

　　中型超声波喷涂机

　　在碳捕获电解应用中，超声波涂层设备将催化剂应用于膜，用于在进入大气之前分离和捕获二氧化碳。二氧化碳与工业过

程中产生的废气流中的其他气体分离，例如燃煤和天然气发电厂或钢铁和水泥厂的废气流；旨在减少碳排放，以应对全球变暖。

通常，捕获的二氧化碳可以被加工成有价值的碳基副产品，如塑料、橡胶或燃料。