通过电化学水分解的清洁析氢是追求可持续能源转换技术的各种创新途径的基础，但在水分解过程中缓慢的阳极析氧反应（OER）严重阻碍了清洁析氢技术的发展。肼氧化反应（HzOR）被认为是提高析氢反应（HER）效率的最有前途的OER替代反应之一，然而，能够将高效的HER和HzOR活性结合在一起的精密双功能电催化剂的设计极具挑战性。

近日，中科大谢毅院士，章根强教授，Chong Xiao报道了在Ni/C杂化纳米片阵列上构建了一种新颖的双纳米岛：一种代表裸露的Ni颗粒表面，另一种代表部分核壳Ni@C结构（记为Ni-C HNSA），它实现了双活性中心的有效整合，在碱性电解液中对HzOR和HER表现出优异的双功能活性。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算表明，出色的双功能催化活性可以归因于Ni-C HNSA同时存在的的双岛活性中心结构， 其中C位点用于HER实现了0.1 eV的较高的热中和吸氢值，而暴露的Ni表面则导致了有利的N₂H₄脱氢动力学。

2）实验结果显示，Ni-C HNSA用于HER时，实现10 mA cm^-2电流密度的过电位低至37 mV，而用于HzOR达到10 mA cm^-2时的工作电位低至-20 mV。由于其优异的电催化活性，OHzS系统只需要0.2 V的小电池电压就能产生50 mA cm_-2的电流密度，从而在实际应用中显示了其节能制氢的巨大潜力。

研究工作不仅为节能高效制氢提供了一种独特的策略，而且也为先进的双功能电催化剂的设计提供了更广阔的前景。

参考文献

Yin Zhu, et al, Dual Nanoislands on Ni/C Hybrid Nanosheet Activate  Superior Hydrazine Oxidation Assisted High-efficient H₂ Production, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202113082

https://doi.org/10.1002/anie.202113082