伴隨著石油資源的日漸枯竭和日益嚴(yán)峻的全球環(huán)境問題，亟需發(fā)展清潔環(huán)保的可再生能源替代品。其中，氫能因綠色、可再生及高的能量密度，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?。在所有制備技術(shù)中，電解水制氫最具發(fā)展前景，但其高能耗嚴(yán)重限制了其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此，合理設(shè)計高活性和低成本催化劑成為提升電解水效率的關(guān)鍵。

武漢理工大學(xué)木士春教授團(tuán)隊、寇宗魁教授和新加坡國立大學(xué)John Wang教授合作，通過將NiS₂納米花負(fù)載于泡沫鎳轉(zhuǎn)化的NiS₂-NiS異質(zhì)膜上構(gòu)筑出了分級結(jié)構(gòu)，巧妙地實現(xiàn)了NiS₂中活性位點從常見的Ni到非金屬S的反轉(zhuǎn)。這種獨特的活性位點設(shè)計使所得NiS₂/NiS₂-NiS電極呈現(xiàn)出優(yōu)異的氫析出反應(yīng)（HER）活性，在55 mV的低過電位下即可輸出10 mA cm^-2的電流密度；同時，NiS₂/NiS₂-NiS電極也表現(xiàn)出優(yōu)異的氧析出反應(yīng)（OER）活性及電解水性能。

通訊作者簡介：

木士春教授：武漢理工大學(xué)學(xué)科首席教授，博士生導(dǎo)師。主要從事質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑、電化學(xué)產(chǎn)氫催化劑和碳納米材料等研究工作。目前，作為第一作者及通訊作者已在Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci.等國內(nèi)外期刊上發(fā)表260余篇SCI高水平學(xué)術(shù)論文。

寇宗魁教授：教授/研究員，主要研究方向為原子尺度電催化材料的開發(fā)及催化機理研究。近五年在材料、化學(xué)、能源及其交叉學(xué)科領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，其中以第一作者及通訊作者在Adv Mater、Adv Energy Mater、Adv Funct Mater、ACS Energy Letters、Electrochemical Energy Review、Adv Sci、ACS Catal、Nano Energy等發(fā)表SCI論文50余篇，SCI他引5000余次，h因子為43；獲國家授權(quán)發(fā)明專利2項；主持并參與多項國家及省部級科研項目。受邀多本國際高影響力學(xué)術(shù)期刊獨立審稿人。任《Interdisciplinary Materials》期刊學(xué)術(shù)編輯。受邀參加多個國際會議并作邀請報告。

John Wang教授：新加坡國立大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授，亞太材料科學(xué)院院士。在功能材料和材料化學(xué)領(lǐng)域擁有30多年的教學(xué)和科研經(jīng)驗，目前的研究方向包括：多鐵性薄膜及器件，二維材料化學(xué)，納米結(jié)構(gòu)材料在能源與環(huán)境中的應(yīng)用；在國際頂級學(xué)術(shù)期刊上已發(fā)表超過400篇著作。

論文信息：

Swapping Catalytic Active Sites from Cationic Ni to Anionic S in Nickel Sulfide Enables More Efficient Alkaline Hydrogen Generation

Pengyan Wang, Tingting Wang, Rui Qin, Zonghua Pu, Chengtian Zhang, Jiawei Zhu, Ding Chen, Dong Feng, Zongkui Kou*, Shichun Mu*, John Wang*

Advanced Energy Materials

DOI: 10.1002/aenm.202103359

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202103359