当今世界经济的飞速发展主要依赖于化石燃料及其转换能源的大规模应用。然而，化石燃料的地球储量有限且燃烧产物污染性强，导致能源危机和环境问题愈发严峻。氢能作为一种高能量密度的清洁可持续能源受到广泛关注。迄今为止，电解水制氢被认为是最有效的制氢方法。然而Pt等贵金属催化剂价格昂贵、储量稀缺，极大地制约了实际生产应用，因此研究开发高活性的非贵金属电催化剂具有重要意义。

近日，材料学院谢广文、姜鲁华教授报道了关于电催化制氢的相关进展。利用化学复合沉积法制备合金与硫化物间的非均相催化剂在析氢、析氧、全解水等方面取得突破，并在国际知名学术期刊Chemical Engineering Journal（一区，IF=10.652）上发表了题为“Defect-enriched multistage skeleton morphology Ni-Fe-P-Ni₃S₂heterogeneous catalyst on Ni foam for efficient overall water splitting”的文章。

文章提出一种灵活、可扩展的两步法合成策略用于在泡沫镍基体上合成多级骨架形貌的Ni-Fe-P-Ni₃S₂异质结构电催化剂（如图1）。该催化剂在0.1M KOH介质中，HER和OER分别仅需要65 mV和219 mV的过电位下可提供10 mA cm^-2的电流密度。基于优异的双功能催化性能，以该催化剂作为阴极和阳极构造的电解槽在10 mA cm^-2电流密度下的电池电压仅为1.5 V。该文章以青岛科技大学为第一单位和唯一通讯单位，材料学院谢广文教授和姜鲁华教授为论文的通讯作者，材料学院硕士研究生李子涵和王开航（2017级、山东大学博士在读）为论文的共同第一作者。

               图1 Ni-Fe-P-Ni₃S₂异质催化剂的合成示意图

该工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者基金、山东省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130390