N2/H2O的低热力学势（-0.33 V）和安全副产物使得利用肼氧化反应（HzOR）取代热力学不利和动力学缓慢的析氧反应成为一种有前途的节能制氢策略。然而，双功能性的复杂性增加了有效材料设计的难度，从而阻碍了大规模制氢的发展。
近日，中科大章根强教授报道了一种通过简单的两步水热组装和在H2/氩气氛下的连续热退火，成功在泡沫镍上生长超亲水Ni基多组分纳米棒-纳米晶阵列（Ni NCNA）的合理设计合成策略。
文章要点
1）Ni NCNA中三维分级结构提供了大量暴露的活性位点，超亲水表面保证了电解质的快速渗透，纳米棒和纳米片之间的紧密接触构成了电子转移的通道，以及与Ni相关的多组分调节电子结构的协同效应，使得Ni NCNA 在碱性条件下对HzOR和HER都表现出令人印象深刻的催化性能。
2）实验结果显示，在1.0 M KOH/0.3 M N2H4中，仅需−26 mV的过电位就能获得10 mA cm−2的电流密度，而在1.0 M KOH中，用于HER仅需要47 mV的过电位，电流密度就达到了10 mA cm−2。
3）在双电极电解槽中使用Ni NCNA作阳极和阴极催化剂进行整体肼分解（OHzS）时，只需要23 mV的超小电压即可产生10 mA cm−2的电流密度，同时在0.485 V的创纪录低输入电压下实现了892 mA cm−2的工业电流密度。
此外，研究人员还实现了由废AAA电池驱动的OHzS的高速制氢。
参考文献
Yapeng Li, et al, Superhydrophilic Ni-based Multicomponent Nanorod-Confined-Nanoflake Array Electrode Achieves Waste-Battery-Driven Hydrogen Evolution and Hydrazine Oxidation, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202008148
https://doi.org/10.1002/smll.202008148
