伴随着石油资源的日渐枯竭和日益严峻的全球环境问题，亟需发展清洁环保的可再生能源替代品。其中，氢能因绿色、可再生及高的能量密度，被认为是21世纪最有发展潜力的新能源。在所有制备技术中，电解水制氢最具发展前景，但其高能耗严重限制了其产业化应用。因此，合理设计高活性和低成本催化剂成为提升电解水效率的关键。
武汉理工大学木士春教授团队、寇宗魁教授和新加坡国立大学John Wang教授合作，通过将NiS2纳米花负载于泡沫镍转化的NiS2-NiS异质膜上构筑出了分级结构，巧妙地实现了NiS2中活性位点从常见的Ni到非金属S的反转。这种独特的活性位点设计使所得NiS2/NiS2-NiS电极呈现出优异的氢析出反应（HER）活性，在55 mV的低过电位下即可输出10 mA cm-2的电流密度；同时，NiS2/NiS2-NiS电极也表现出优异的氧析出反应（OER）活性及电解水性能。
通讯作者简介：
木士春教授：武汉理工大学学科首席教授，博士生导师。主要从事质子交换膜燃料电池催化剂、电化学产氢催化剂和碳纳米材料等研究工作。目前，作为第一作者及通讯作者已在Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci.等国内外期刊上发表260余篇SCI高水平学术论文。
寇宗魁教授：教授/研究员，主要研究方向为原子尺度电催化材料的开发及催化机理研究。近五年在材料、化学、能源及其交叉学科领域发表学术论文100余篇，其中以第一作者及通讯作者在Adv Mater、Adv Energy Mater、Adv Funct Mater、ACS Energy Letters、Electrochemical Energy Review、Adv Sci、ACS Catal、Nano Energy等发表SCI论文50余篇，SCI他引5000余次，h因子为43；获国家授权发明专利2项；主持并参与多项国家及省部级科研项目。受邀多本国际高影响力学术期刊独立审稿人。任《Interdisciplinary Materials》期刊学术编辑。受邀参加多个国际会议并作邀请报告。
John Wang教授：新加坡国立大学材料科学与工程系教授，亚太材料科学院院士。在功能材料和材料化学领域拥有30多年的教学和科研经验，目前的研究方向包括：多铁性薄膜及器件，二维材料化学，纳米结构材料在能源与环境中的应用；在国际顶级学术期刊上已发表超过400篇著作。
论文信息：
Swapping Catalytic Active Sites from Cationic Ni to Anionic S in Nickel Sulfide Enables More Efficient Alkaline Hydrogen Generation
Pengyan Wang, Tingting Wang, Rui Qin, Zonghua Pu, Chengtian Zhang, Jiawei Zhu, Ding Chen, Dong Feng, Zongkui Kou*, Shichun Mu*, John Wang*
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.202103359
原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202103359