缺陷工程构建NiS2/ReS2异质结纳米催化剂实现高效全解水

研究人员通过简易溶剂热法在碳布(CC)上构建了NiS2/ReS2(NRS)异质结电催化剂，通过调控Re源用量实现形貌调控，最优样品NRS-50@CC在OER/HER反应中分别仅需244mV@20mA cm?2和108mV@10mA cm?2过电位，全水解仅需1.56V@10mA cm?2，为层状金属硫化物催化剂设计提供新思路。

　　

这项突破性研究展示了如何通过缺陷工程精准设计双功能电催化剂。科研团队采用巧妙的溶剂热合成策略，在碳布基底上构建了镍二硫化物(NiS₂)与铼二硫化物(ReS₂)的纳米异质结(NRS)。通过调控Re前驱体用量，实现了催化剂形貌从纳米片到纳米颗粒的可控演变，这种结构调控直接关联到催化活性位点的暴露程度。

性能最优的NRS-50@CC样品展现出令人惊艳的双功能特性：在析氧反应(OER)中仅需244毫伏过电位即可驱动20毫安/平方厘米的电流密度，而析氢反应(HER)在10毫安/平方厘米下仅需108毫伏。更引人注目的是，组装成全水解电池后仅需1.56伏的工作电压就能达到10毫安/平方厘米的工业级电流密度，这得益于两种活性组分之间的协同电子耦合效应。

该研究为开发新型层状过渡金属硫化物(TMDs)催化剂提供了范式，通过精确调控异质界面处的电子结构，实现了催化活性与稳定性的完美平衡。这种设计策略可拓展至其他能源转换系统，为清洁氢能制备开辟了新途径。