2022年5月9日，國(guó)際頂級(jí)期刊PNAS以研究長(zhǎng)文形式刊發(fā)武漢工程大學(xué)8188www威尼斯楊歡、江學(xué)良教授與華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院夏寶玉教授合作的最新研究成果《Constructing nickel–ironoxyhydroxides integrated with iron oxides by microorganism corrosion for oxygenevolution》：該文是武漢工程大學(xué)首次以第一單位在PNAS上發(fā)表研究成果。同時(shí)也是楊歡博士在頂刊《Nature Communications》發(fā)表《Preparation of Nickel-Iron HydroxidesbyMicroorganism CorrosionforEfficient Oxygen Evolution》后的又一重大研究成果。武漢工程大學(xué)楊歡為第一作者，臺(tái)灣淡江大學(xué)董崇禮副教授、南昌大學(xué)王紅明教授為共同一作，武漢工程大學(xué)江學(xué)良教授和華中科技大學(xué)夏寶玉教授為論文的共同通訊作者。
該文闡述了微生物腐蝕構(gòu)筑高效鎳鐵基析氧催化劑的最新研究進(jìn)展：通過(guò)自然界微生物鐵氧化菌（IOB）參與的腐蝕過(guò)程，構(gòu)筑了氧化鐵團(tuán)簇與鎳鐵氫氧化物納米片結(jié)合形成的生物膜電極。該方法將傳統(tǒng)的腐蝕工程和新興的能源技術(shù)結(jié)合起來(lái)，展示了一種簡(jiǎn)便的腐蝕策略來(lái)構(gòu)建高效析氧催化電極，這項(xiàng)工作展示了細(xì)菌腐蝕能夠成功制備高效的析氧催化電極，以及明確了腐蝕層的構(gòu)效關(guān)系，對(duì)制備新型過(guò)渡金屬基催化劑提供方向指導(dǎo)和理論支持。
過(guò)渡金屬基氫氧化物具有獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu)、靈活調(diào)變的化學(xué)組成及優(yōu)異的電催化性能等優(yōu)點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)低成本、環(huán)境友好、高效的過(guò)渡金屬基氫氧化物對(duì)于開(kāi)發(fā)可持續(xù)的析氧催化劑具有重要意義。通常，鐵摻雜到鎳氫氧化物中能夠改變鎳中心周圍的電子結(jié)構(gòu)和局部環(huán)境，從而穩(wěn)定中間產(chǎn)物并促進(jìn)OER。目前，不同的制備方法如電化學(xué)沉積、水熱/溶劑熱被用來(lái)制備過(guò)渡金屬氫氧化物。然而，這些報(bào)道的電催化劑主要從幾何結(jié)構(gòu)、摻雜或缺陷工程等本體調(diào)節(jié)。此外，這些方法需要在復(fù)雜的合成環(huán)境下進(jìn)行精細(xì)的調(diào)控。針對(duì)上述難題，該工作采用微生物腐蝕的方法自上而下的構(gòu)筑了鎳鐵氫氧化物納米層，得到的腐蝕產(chǎn)物為氧化鐵團(tuán)簇與鎳鐵氫氧化物納米片結(jié)合形成的生物膜電極，引入的微生物腐蝕產(chǎn)生的鐵氧化物進(jìn)一步優(yōu)化了活化的羥基氧化物電極中Ni的電子結(jié)構(gòu)，從而大幅提升了鎳鐵氫氧化物納米層的析氧活性（圖1）。
圖1腐蝕電極的制備，形貌和結(jié)構(gòu)表征
這項(xiàng)工作不僅構(gòu)筑了一種高效的析氧反應(yīng)催化劑，更重要的是展示了一種自上而下的微生物腐蝕工程策略。該方法將傳統(tǒng)微生物腐蝕與新興的電化學(xué)能源有效地結(jié)合起來(lái)，為大規(guī)模的設(shè)計(jì)低成本、環(huán)境友好、高效的電催化劑提供了新思路，對(duì)發(fā)展新能源技術(shù)具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、武漢工程大學(xué)、華中科技大學(xué)等各方面的支持。
PNAS是《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America）縮寫(xiě)，亦是公認(rèn)的世界四大名刊（Nature，Science，Cell，PNAS）之一。PNAS創(chuàng)刊于1914年，擁有超過(guò)百年的辦刊歷史，有著很高的國(guó)際聲譽(yù)。PNAS發(fā)表的文章涵蓋研究領(lǐng)域包括：醫(yī)學(xué)、生物、化學(xué)、物理、環(huán)境生態(tài)、社會(huì)科學(xué)等，是被引用次數(shù)最多的綜合性期刊之一。發(fā)表在PNAS上的文章往往代表了非常前沿的研究報(bào)告、學(xué)術(shù)評(píng)論、重大發(fā)現(xiàn)，以及學(xué)科回顧。（審稿 王濤）
