電催化水分解制氫(H₂)被認為是解決能源危機和環(huán)境問題的最有效途徑之一。然而，由于陽極上的析氧反應(yīng)(OER)動力學(xué)緩慢，導(dǎo)致電化學(xué)水分解的能量轉(zhuǎn)換效率較低。因此，非常需要合理設(shè)計高效穩(wěn)定的電催化劑，以在商業(yè)所需的電流密度下進行高效的析氧反應(yīng)(OER)。

基于此，華中師范大學(xué)余穎、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)余家國和吉林大學(xué)李莉萍等通過簡單的兩步氧化策略，在泡沫鎳上原位生長超薄鐵改性鎳羥基硫化物(Fe-NiSOH)納米片陣列，以實現(xiàn)高效穩(wěn)定的大電流水/海水氧化。

泡沫鎳既作為襯底，也作為鎳源生成活性物質(zhì)，這種簡單的連接使催化劑能夠牢固地錨定在襯底上，保證了在堿性水/海水中有效的電子轉(zhuǎn)移和良好的耐腐蝕性。此外，通過異位/原位表征和密度泛函理論(DFT)計算表明，F(xiàn)e-NiSOH電極的原位S浸出不僅加速了其重建過程，而且降低了高活性Ni⁴⁺物種的形成能壘，使其在活化過程中很容易形成。

由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，F(xiàn)e-NiSOH催化劑在堿性水中僅需207、240和268 mV的低過電勢即可分別提供10、100和500 mA cm^-2的電流密度，并且可以在商業(yè)要求的500 mA cm^-2電流密度下可穩(wěn)定運行1100小時。此外，它還表現(xiàn)出優(yōu)異的海水氧化活性和優(yōu)異的耐氯腐蝕能力，它可以在500 mA cm^-2下穩(wěn)定運行超過900小時。這項工作提供了一種有效的策略來構(gòu)建快速自重構(gòu)電催化劑，以促進高度氧化的金屬物質(zhì)的形成，從而實現(xiàn)高效和穩(wěn)定的水/海水氧化。

Rapid Self-reconstruction of Fe-modified Ni Hydroxysulfide for Efficient and Stable Large-current-density Water/seawater Oxidation. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D2EE01478E