编辑推荐：
在非 Pt 析氢电催化剂设计中，金属 - 载体功函数差（ΔΦ）阻碍氢溢出。研究人员设计 Ru 负载 NixSy催化剂，通过调控硫空位调整载体 Φ 以减小 ΔΦ，形成界面电场。该催化剂 TOF 值为纯 NixSy两倍，为提升 HER 性能提供新路径。
氢能作为传统化石燃料的清洁替代能源，被视为最具潜力的能源候选之一，电解水制氢技术有望得到普及。而设计高效的阴极析氢电催化剂是突破制氢快速发展瓶颈的关键。目前，商业 Pt 催化剂因储量低，亟需开发成本更低、活性更高的非 Pt 电催化剂。非 Pt 催化剂最大缺点是 H?吸附的吉布斯自由能过高，因此需优化其在析氢反应（HER）中的吸附能。在非 Pt 析氢电催化剂设计体系中，制备金属 - 载体氢溢出催化剂是提升 HER 性能的最有前景方法之一，但金属与载体的费米能级不同会导致界面电荷大量积累，在氢溢出过程中形成较大能垒，严重影响析氢效率。
为解决上述问题，常州大学的研究人员开展了关于镍基硫化物负载 Ru 催化剂（Ru/NixSy）以促进电催化 HER 的研究。该研究系统探究了调控载体中硫空位浓度引起的金属与载体间 ΔΦ 变化及界面电子转移，研究了金属与载体间氢溢出对 HER 性能的影响，相关成果发表在《International Journal of Hydrogen Energy》。
研究人员为开展研究，主要用到的关键技术方法有：通过水热和高温硫化法构建 Ni 基硫化物异质结载体，将还原的 Ru 纳米颗粒负载在载体上，并通过高温煅烧调整载体的硫空位浓度，利用 XRD 分析催化剂的相结构。
材料和试剂
实验所用分析纯试剂直接从供应商处购买，无需进一步纯化。涉及的试剂包括六水合硝酸镍（Ni (NO3)2·6H2O）、升华硫、尿素（CO (NH2)2）、硼氢化钠（NaBH4）、氢氧化钠（NaOH）、无水乙醇、98% 硫酸（H2SO4）、氟化铵（NH4F）、水合氯化钌（RuCl3）等。
微观结构表征
研究构建的 Ni 基硫化物异质结载体经 XRD 分析，所有衍射峰均与 NiS（PDF#02–1280）和 NiS2（PDF#11–0099）的标准特征峰一致。
结论
研究成功合成了硫空位浓度可调、金属与载体间氢溢出效应显著的 Ru/NixSy催化剂。NixSy向 Ru 的电子转移调控了 NixSy的电子结构，增加的硫空位浓度调整了其功函数（Φ），这些效应共同使 Ru 与 NixSy之间的 ΔΦ 最小化，提升了催化性能，优化了 Ru 对 H?的吸附能，使 H?能够从 Ru 转移到 S 位点，再转移到 NixSy并脱附。
该研究表明，通过调控硫空位浓度来调整载体的 Φ，减小金属与载体间的 ΔΦ，能够有效促进氢溢出，提升碱性介质中的析氢性能。这为设计高效非 Pt 析氢电催化剂提供了新的思路和途径，有助于推动电解水制氢技术的发展，对解决能源问题具有重要意义。
