近日，理学院“功能纳米农业应用创新”学科培育创新团队在化学工程领域国际期刊《FUEL》（中科院2区Top，IF=7.5）发表题为《Fluorine-doped PBA@FPO core-shell structure as bifunctional electrocatalyst for overall water splitting through electronic engineering synergy》（氟掺杂PBA@FPO核壳结构作为双功能电催化剂通过电子工程协同效应实现整体水分解）的研究成果。该研究致力于推动能源技术创新、助力实现碳中和目标，探索出一种具备析氢析氧双功能特性的杂原子掺杂多相复合自支撑电催化剂，展现出优异的法拉第效率和全解水分解电压。

随着氢气清洁能源的大力推广，开发一种兼具经济性、高效性的能源转化技术迫在眉睫。本研究成功制备了一种F掺杂FePO4（FPO）包覆普鲁士蓝类似物（PBA）的核壳纳米复合自支撑泡沫镍材料（F-PBA@FPO/NF），分别由Ni-MOF/NF前驱体通过水热法转化为PBA/NF纳米立方体，随后采用电沉积法制备FePO4球体以包覆PBA并最终得到F-PBA@FPO/NF核壳结构。该催化剂能够展现出优异的全解水性能，析氧反应（OER）和析氢反应（HER）在10 mA cm^-2的电流密度下过电位可分别低至220 mV和174 mV，相应的塔菲尔斜率分别为144和130.9 mV dec^-1，表明有快速的动力学转化机制。同时组装的对称全解水装置能够展现出1.596V的分解电压，其产氢产氧法拉第效率几乎接近100%，呈现良好的2：1的氢气/氧气的生产比。研究表明F掺杂具有双重作用：一方面调控金属中心的电子结构，大量Ni-F键的形成可改变局域配位环境，在催化中持续原位生成NiOOH活性相，另一方面在电化学过程中诱导材料发生原位刻蚀，从而产生结构开口，促进电解液的渗透，提升双组分协同催化效率。本研究为深入理解应用于电催化领域的氟掺杂诱导机制及双组分核壳包覆-开口结构协同催化机制的理性设计提供了全新的见解。

四川农业大学理学院应用化学专业2022级本科生陈可为论文的共同第一作者（已经保研至北京理工大学前沿交叉科学院化学专业），鲁志伟副教授和张岚老师为本文的共同通讯作者。水利水电学院青年教师闫明磊博士为该论文的发表提供了帮助。该研究得到四川省自然科学基金，国家级大学生创新创业训练计划，广东省燃料电池技术重点实验室开放基金和四川省大学生创新创业训练计划项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2026.139274