通过具有成本效益的方法开发非贵重的电催化剂以协同实现高活性位点的暴露和优化的内在活性仍然是一个巨大的挑战。

近日，复旦大学吴仁兵研究员报道了一种低成本、规模化的化学腐蚀策略，将泡沫镍（NF）转化为具有高活性的析氢（HER）和析氧（OER）电催化剂。

文章要点

1）研究人员在Na₂S诱导下对NF进行化学腐蚀，在NF衬底上生长出掺Fe的超薄Ni₃S₂阵列（Fe_xNi_3-xS₂@NF）。

2）实验和理论相结合的研究结果表明，Fe离子的加入显著地调节了Ni₃S₂的形貌和表面电子密度，从而显著提高了Ni₃S₂的电化学活性表面积和电子转移，优化了氢/水吸附自由能。

3）所开发的Fe_0.9Ni_2.1S₂@NF电催化剂在1.0 m KOH中，在10 mA cm^-2时，HER的过电位仅为72 mV，在100 mA cm⁻²时，OER的过电位为252 mV，从而使1.51 kV的低电池电压下的碱性电解槽能够具有10 mA cm⁻²进行整体水分解。

4）该合成方法用途广泛，可用于合成其它超薄金属硫化物（如Fe-Cu-S、Fe-Al-S和Fe-Ti-S）。

Ben Fei, et al, Ultrathinning Nickel Sulfide with Modulated Electron Density for Efficient Water Splitting, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001963

https://doi.org/10.1002/aenm.202001963