水电解工艺是通过电解水产生氢气的系统。它是一种环保技术，可以生产未来能源氢燃料，且不排放环境污染物，但其局限性包括制氢效率低、生产成本高。浦项科技大学(POSTECH)的一组研究人员在《先进材料》杂志上发表了研究成果，同时解决了这两个问题。

由浦项科技大学材料科学与工程系的JongKyuKim教授、博士生JaerimKim、Yong-TaeKim教授和Sang-MunJung博士组成的合作研究小组成功开发了一种经济且实用的材料。高效的水电解催化剂，通过使用斜角沉积方法和镍(Ni)克服了传统催化剂的局限性。

水电解过程使用昂贵的贵金属(例如铂)作为氢气生产的催化剂，使得该过程成本过高。此外，使用传统薄膜催化剂通常会导致氢气泡分离不充分，导致催化剂活性位点堵塞或阻碍反应物移动，最终降低工艺效率。

为了应对这些挑战，研究团队选择了斜角沉积和镍。该技术涉及在沉积过程中倾斜基板，以轻松创建不同的材料纳米结构，提供一种简单且廉价的解决方案。此外，镍作为地球上丰富的非贵金属催化剂，表现出相对较高的制氢效率。

该团队采用斜角沉积方法来合成镍，其特征是精心制作、垂直排列的纳米棒突出物。与仅增加催化剂表面积的传统纳米结构相比，研究人员设计了高度多孔的镍纳米棒阵列，呈现出独特的超疏气表面特性，以解决氢粘附问题。

实验结果表明，电解过程中产生的氢气泡表现出氢气泡从超疏气表面的加速分离。该团队的超疏气三维镍纳米棒催化剂具有有效的孔道，与传统薄膜结构中等量的镍相比，制氢效率显着提高了55倍。

领导这项研究的JongKyuKim教授和JaerimKim博士解释说：“通过提高用于绿色氢生产的水电解过程的效率，我们正在迈向氢经济和碳中和社会。这一突破不是不仅有利于水电解，而且还为表面反应发挥关键作用的各种其他可再生能源应用带来了希望，例如二氧化碳还原和光能转换系统。”