高效的电化学整体水分解需要能同时促进氢气和氧气析出反应（HER/OER）的双功能催化剂。近日，武汉大学Qin Zhang，Xuanke Li，哈瑟尔特大学Nianjun Yang等提出了一种异质结构，以保持其与含氢/氧中间体的最佳相互作用。

本文要点：

1）作者通过 "轨道占据自平衡"策略在理论和实验上用于设计这种双功能催化剂，即将V元素引入NiS/NiS₂异质结构中。

2）由于Ni和V元素的价态可变，电子可被可控地重新定向在界面V─S─Ni键上。所产生的动态和自平衡的电子环境修饰了在这个异质界面上的各种含氢/氧中间体的最佳吸附和配位能力，提高了HER、OER和整体水分解的固有活性和反应动力学。

3）制备的V-NiS/NiS₂催化剂在HER和OER的电流密度为10 mV cm^–2时，分别表现出仅为94 mV和220 mV的过电势。

该工作提出的策略有望适用于具有可变金属价态的其他催化剂，并为异质结构催化剂上灵活的界面电子分配提供了新的见解。

Wenli Xu, et al. Overall Water Splitting on The NiS/NiS2 Heterostructures Featuring Self-Equilibrium Orbital Occupancy. Adv. Energy Mater., 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300978

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202300978