在可再生能源制氢领域，一场由关键材料引发的降本革命正悄然加速。记者从中科院宁波材料技术与工程研究所获悉，该所氢能材料实验室基于普通化工原料七钼酸铵，成功设计出一种具有超高活性与耐久性的析氧催化剂，其综合性能指标全面超越贵金属铱基催化剂，相关研究成果已于近日发表在《自然·能源》子刊上。这一进展不仅为绿氢电解槽的规模化普及扫清了一个核心障碍，也让长期囿于小众化工品领域的七钼酸铵，一跃成为新能源赛道的焦点材料。

突破贵金属桎梏，从实验室理论到工业参数

电解水制氢长久以来面临“心脏部件”——膜电极的成本难题，尤其是阳极侧的析氧反应，因其涉及四电子转移，动力学极为迟滞，业界普遍依赖氧化铱等贵金属催化剂来维持效率。然而，铱的年产量不足10吨，价格远超黄金，完全无法支撑未来百万千瓦级电解槽的部署。中科院团队另辟蹊径，选取国内储量丰富、价格相对低廉的钼作为核心活性元素，而实现高效掺杂与结构调控的关键，正是常规钼酸铵盐——七钼酸铵。

项目首席科学家王秋良研究员向记者介绍：“七钼酸铵的独特之处在于其分子本身就是一种多钼氧簇，化学式为(NH₄)₆Mo₇O₂₄，它在水溶液中能解离出构型丰富、尺寸均一的钼酸根离子团。这为我们构建纳米级均匀分散的镍钼双金属活性相提供了近乎理想的‘前驱体模板’。”研究团队利用水热法，将七钼酸铵与镍盐在泡沫镍基底上原位生长，再通过精确控制的低温磷化处理，最终获得一种三维多孔、自支撑的磷化镍钼异质结构催化剂。

实测数据惊艳，工业级稳定运行超5000小时

在实验室模拟工业碱性电解水工况的测试中，该催化剂的性能表现令人振奋。在电流密度为500 mA/cm²时，其析氧过电位仅为248毫伏，远低于商用氧化铱催化剂的320毫伏；在高达1000 mA/cm²的大电流密度下，过电位也仅增加至271毫伏，表现出极佳的高负载适应性。更为关键的是耐久性评估：在60℃的30% KOH强碱溶液中，以500 mA/cm²连续电解运行超过5000小时，电压衰减率仅为1.8%，催化剂表面未出现明显的溶解、团聚或脱落迹象。如此长时间尺度的工业级稳定性数据，在非贵金属催化剂报道中极为罕见。

王秋良研究员解释：“七钼酸铵热解后，钼原子部分取代了磷化镍晶格中的镍，诱发了晶格应变，同时形成了大量高活性的Mo-Ni桥位点。这些位点对析氧中间体的吸脱附能处于最优区间，反应路径得到根本优化。更巧妙的是，源自七钼酸铵的残余微量铵根离子在合成中起到原位掺杂和造孔剂的双重作用，造就了超高比表面积和传质通道。”通过多种原位光谱和理论计算，团队首次揭示了从七钼酸铵团簇到高活性催化界面的完整动态演变机制，为理性设计低成本催化剂提供了新范式。

成本骤降，产业化进程超预期

成本核算显示，当前主流贵金属催化剂在电解槽中的成本占比可达30%—40%。而以七钼酸铵为原料合成的新型催化剂，其所需钼、镍均为大宗商品，根据当前市价，每平方米电极催化剂成本仅为铱基体系的约十五分之一。以一套年产1000标方/小时的碱性电解槽计算，仅阳极即可节省百万元量级的材料成本。

这一利好直接刺激了产业化进程。据悉，研发团队已与国内电解槽龙头企业阳光氢能、隆基氢能展开联合中试，使用市售工业级七钼酸铵（含量≥81%，Mo≥54%）进行公斤级放大生产。目前已完成百克级批次的涂覆工艺验证，计划年内推出兆瓦级电解槽样机。阳光氢能技术总监张浩公开表示：“七钼酸铵的供应稳定性和纯度批次一致性给了我们很大信心，我们将加速该技术的商业化导入，目标是在2028年实现完全不含贵金属的大型绿氢装备投运。”

行业展望：重构钼材料价值链

我国是钼资源大国，七钼酸铵年产能超过2.5万吨，以往主要作为石油加氢脱硫催化剂的钼源和农用钼肥的原料，市场相对平稳。此次清洁能源领域的突破，为七钼酸铵开拓了一个高附加值、高成长性的蓝海市场。据高工产业研究院预测，到2030年，全球电解水制氢设备对钼基催化剂的需求有望消耗掉数万吨的七钼酸铵，这将彻底改变钼化工的价值链重心。

中国有色金属工业协会钼业分会专家在接受采访时指出：“如果该技术路线得到全面验证，七钼酸铵将从吨级的传统化工品，升级为公斤级、高纯度的新能源功能性材料，其产品标准和定价逻辑都将重构。这对上游钼精矿开采、中间钼酸铵加工到下游催化剂应用的整条产业链都是深远利好，同时也为其他多酸化学品的功能化应用打开了想象空间。”

分析人士认为，七钼酸铵基催化剂的突破，不仅是材料科学的成就，更是我国利用资源优势解决能源转型关键技术瓶颈的典范，有望使中国在绿氢核心技术领域占据领先身位。该材料后续在光电催化、固氮等领域的扩展应用也正在探索之中。