电催化水分解成氧和氢作为可持续生产氢作为碳中性燃料的最有前途的方法之一而备受关注。为了建立有效的电催化水分解，必须通过开发有效的催化剂来分别促进阳极和阴极析氧和析氢，从而将该反应的总过电位降至最低。然而，析氧过电位 (η_O2¹⁰) 不够低（对于 10 mA cm^-2 的电流密度为 180-300 mV），并且小于 100 m 的 η_O2¹⁰值仍未被报道。

有鉴于此，日本新潟大学Masayuki Yagi和Zaki N. Zahran等人，报告了通过在氮化碳壳中形成独特的硫化镍纳米线基元(NiSx/C₃N₄)，获得了前所未有的低η_O2¹⁰ (32 mV)。

本文要点

1）通过在氮化碳壳中填充一种独特的硫化镍纳米线(NiSx/C₃N₄)，该催化剂可以提供前所未有的低η_O2¹⁰ = 32 mV和低η_O2¹⁰⁰ = 80-96 mV，从而大大降低了OER过电势。

2）在NiSx/C₃N₄阳极和Pt涂层阴极之间的 η_cell¹⁰ = 72 mV（总偏置电压为 1.30 V）下证明了电催化水分解，其中过电位（η_O2¹⁰ = 32 mV）对 OER 的贡献低于 (η_H2¹⁰ = 40 mV) 对于 HER。

3）NiSx/C₃N₄电极在氮化碳中填充硫化镍纳米线的独特结构为开发高效OER催化剂提供了指导。

总之，OER 阳极的发展不再是电催化水分解的瓶颈，并为创建基于可持续能源的电催化水分解实用系统打开了大门。

参考文献：

Zaki Zahran et al. Electrocatalytic water splitting with unprecedentedly low overpotentials by nickel sulfide nanowires stuffed into carbon nitride scabbards. Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D1EE00509J

https://doi.org/10.1039/D1EE00509J