发展质子交换膜电解水制氢技术是解决化石能源枯竭与环境污染问题，实现“双碳”目标的重要途径。长寿命、高效的催化剂材料是电解水电堆研制与应用的重要材料支撑。催化剂材料的“活性”与“稳定性”之间通常存在着相互制约的关系，此消彼长，协调解决这两对矛盾极具挑战。为此，提出结合模板法和等离子体处理工艺构筑中空多孔微纳米分级结构并同步引入缺陷/晶格应变/局域相变的新技术，协同提升其“表观活性”和“本征活性”，获得优于商用Pt/C电极8倍的超高电催化析氢活性。针对“催化活性”、“导电性”和“稳定性”相互制约问题，提出利用低维材料负载/包裹的“分散作用”和“限域效应”在保证良好导电特性的同时协同增强“催化活性”与“稳定性”的新策略。例如，通过在Pt纳米颗粒表面原位生成亚纳米非晶PtSe壳层，限制Pt纳米颗粒长大而暴露更多活性位点的同时延长其寿命，在碱性介质中，其质量活性为商业Pt/C的27.1倍；在-10 mAcm^-2时可稳定运行1000 h，远优于商业Pt/C催化剂。
 

氢能；电解水；非晶；铂基纳米材料