反常识研究：缺陷让催化剂更强
巴西坎皮纳斯州立大学的研究人员最近做了件挺反常识的事——他们故意在催化剂材料里“搞破坏”，结果反而让性能大幅提升了。
这项发表在《电化学学报》上的研究来自新能源创新中心（CINE）。他们的做法很简单：在廉价材料的结构中制造一些空位，也就是所谓的“缺陷”。听起来像是在破坏材料，但实际效果却出人意料地好。
CINE 是 2018 年由巴西圣保罗研究基金会和壳牌公司联合建立的，涉及圣保罗大学、圣卡洛斯联邦大学等多家机构。
氢气生产的老大难问题
用可再生能源电解水制氢，是目前最环保的制氢方式。但问题在于，水分解需要同时产生氢气和氧气，而氧气那边的反应慢得要命。
这就需要催化剂来加速反应。可催化剂太贵了，能占到整个制氢成本的两到三成。所以找到便宜又好用的催化剂，一直是这个领域的攻坚方向。
在材料里“挖洞”
研究团队盯上了普鲁士蓝类似物——一类由金属原子和氰基搭建起来的化合物。这种材料的好处是便宜，原料都是常见元素。缺点也明显：能起催化作用的活性位点太少。
他们想到的办法是用电化学手段，把材料里的部分氰基“拔掉”，人为制造一些空位出来。
“这确实挺违反直觉的，”研究负责人、UNICAMP 化学所的 Juliano Bonacin 教授说，“但这些空位形成的‘缺陷’其实很有用。材料结构会发生微妙变化，反而产生了更多活性位点，化学反应进行得更顺畅了。”
效果不错
把这种“缺陷版”材料拿去做氧气析出反应的催化剂，表现确实好了不少。缺陷增加 30% 的那个版本，氧气产量比原版高出 32%。
为了搞清楚为什么会这样，团队还去了巴西国家同步辐射光实验室，用那里的先进设备深入分析了材料的变化机制。
Bonacin 也坦言，这些催化剂还只是在实验室里测试过，离实际应用还有距离。
“路还长着呢，”他说，“不过这个结果至少证明，我们朝着更便宜、更可持续的工业技术迈出了实实在在的一步。”
参考文献
Germscheidt, R. L., et al. (2025) Electrochimica Acta. DOI: 10.1016/j.electacta.2025.146327