伴隨著石油資源的日漸枯竭和日益嚴峻的全球環境問題，亟需發展清潔環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，被認為是21世紀最有發展潛力的新能源。在所有制備技術中，電解水制氫最具發展前景，但其高能耗嚴重限制了其產業化應用。因此，合理設計高活性和低成本催化劑成為提升電解水效率的關鍵。

武漢理工大學木士春教授團隊、寇宗魁教授和新加坡國立大學John Wang教授合作，通過將NiS₂納米花負載于泡沫鎳轉化的NiS₂-NiS異質膜上構筑出了分級結構，巧妙地實現了NiS₂中活性位點從常見的Ni到非金屬S的反轉。這種獨特的活性位點設計使所得NiS₂/NiS₂-NiS電極呈現出優異的氫析出反應（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電極也表現出優異的氧析出反應（OER）活性及電解水性能。

通訊作者簡介：

木士春教授：武漢理工大學學科首席教授，博士生導師。主要從事質子交換膜燃料電池催化劑、電化學產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.等國內外期刊上發表260余篇SCI高水平學術論文。

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及催化機理研究。近五年在材料、化學、能源及其交叉學科領域發表學術論文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等發表SCI論文50余篇，SCI他引5000余次，h因子為43；獲國家授權發明專利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術期刊獨立審稿人。任《Interdisciplinary Materials》期刊學術編輯。受邀參加多個國際會議并作邀請報告。

John Wang教授：新加坡國立大學材料科學與工程系教授，亞太材料科學院院士。在功能材料和材料化學領域擁有30多年的教學和科研經驗，目前的研究方向包括：多鐵性薄膜及器件，二維材料化學，納米結構材料在能源與環境中的應用；在國際頂級學術期刊上已發表超過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