近日，李发堂教授团队以我校为第一和通讯单位在材料及化学领域顶级期刊《Advanced Materials》（JCR影响因子：29.4）上发表最新研究成果。论文第一作者是我校理学院苏然副教授，我校李发堂教授、重庆大学杨小龙副教授和帕德博恩大学潘颖博士为共同通讯作者。

借助机械力诱导铁电体极化改变产生的压电势驱动电子转移的压电催化因具有潜在的独特优势，近年来引起了广泛的关注。但当前压电催化效率低，机械源能量高、频率高（多为超声水力空化器、高速球磨机）。因此实现低频率、低强度机械能驱动高效的化学转化是压电催化领域的前沿性问题，同样也极具挑战。该团队在压电催化热力学研究取得系列进展（Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 15076；Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 16019）的基础上又在压电催化动力学研究取得重大突破。

在压电催化过程中极化反转可调控催化剂表面电子态有望打破异相催化中吸附能和活化能间的制约关系进而提高催化效率。然而，目前所用的压电催化剂多为刚性的金属氧化物，很难实现在微小作用力极化反转。本工作成功合成了具有类高分子柔性的亚纳米氧化铪锆（Hf0.5Zr0.5O2）纳米线，通过XAS谱，负球差电镜及变频的压电力显微镜证实其为具有铁电性的 Pca2 1 相。分子动力学及第一性原理模拟证实此亚纳米铁电体可发生极化反转，并实现反应物吸附能和产物脱附能的动态调控。

得益于此，亚纳米线Hf0.5Zr0.5O2压电催化分解水产氢可达到25687 μ molg-1h-1。更令人惊奇的是，只在轻微搅拌下亚纳米线Hf0.5Zr0.5O2即可发生分解水产氢。本研究为推动压电催化的产业化应用奠定了理论基础。

本研究得到了国家自然科学基金以及河北省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303018