鎳(Ni)是一種重要的非貴金屬催化劑，鎳基化合物作為OER和HER催化劑已經得到了廣泛的研究。雖然MoNi基合金電催化劑在堿性電解液中表現出優異的HER活性，但其OER活性仍然相對較差。目前，MoNi合金/Mo氧化物異質結被認為是有前途的OER電催化劑，因為它們具有類似貴金屬的催化性質。此外，據報道，直接將活性組分生長到高導電的3D分級多孔基底上是提高電催化性能的有效方法。同時，材料表面疏氣性和親水性也是影響催化劑活性的重要因素。

迄今為止，一些集成電極催化劑已經通過直接生長在導電基板上構建。但這些整體催化劑的制備通常涉及復雜的過程、高成本和有毒化學品，嚴重阻礙了它們的大規模應用。因此，有必要發展一種簡單、低成本和環境友善的制備方法來制備來源于綠色、導電和三維互連網絡結構的自負載電極催化劑。

近日，華南理工大學黃建林課題組通過簡單的水熱過程將MoNi₄合金嵌入碳化木材上生長的MoO₂納米片上(MoNi₄/MoO₂@CW)，并將其作為高效的水分解電催化劑。實驗結果表明，所制備的MoNi₄/MoO₂@CW具有獨特的結構特征: 嵌入負載在多級多孔CW上的非晶MoO₂納米片中的MoNi₄合金均勻分散，且MoNi₄/MoO₂異質界面和缺陷豐富的MoO₂的產生顯著促進了反應物分子在MoNi₄/MoO₂@CW上的吸附。

理論計算表明，MoNi₄/MoO₂的異質結構降低了水解離的能壘，調節了電子結構，優化了H/O-中間體的吸附/脫附，從而提高了催化活性。此外，來源于天然木材的3D少彎曲多級多孔結構增加了豐富的活性位點的暴露，加強了電極過程中離子、電子和氣體物質的快速傳輸。

因此，MoNi₄/MoO₂@CW催化劑在堿性電解液中表現出較高的HER和OER活性，在10 mA cm^-2電流密度下的過電位分別為22和205 mV。此外，利用MoNi₄/MoO₂@CW組裝的水電解槽(MoNi₄/MoO₂@CW||MoNi₄/MoO₂@CW)只需要1.47 V的槽電壓就可以達到10 mA cm^-2的電流密度，優于Pt/C||RuO₂(1.64 V)。

同時，MoNi₄/MoO₂@CW||MoNi₄/MoO₂@CW還表現出優異的穩定性，其在10 mA cm^-2下連續運行24 h后仍保持初始活性的87%。總的來說，這種基于木材衍生的整體電極的耦合組成和結構工程設計有望用于構建高穩定性和高效率的電催化劑，以實現大規模制氫。

Hierarchically porous carbonized wood decorated with MoNi₄-embedded MoO₂ nanosheets: An efficient electrocatalyst for water splitting. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202308337