碳掺杂Ni₃S₂阵列

析氢过电位38 mV

通过p-d轨道耦合优化镍位点电子结构，使氢吸附吉布斯自由能降低，显著提升碱性析氢催化活性。

徐小兵 · Haoyuan, Wei · Qing, Luo · Haifeng, Chu · 刘学明 · Yanru, Jiang · Yulan, Zhu · 张磊 · Min, Zhang · 颜士明 · Zhigang, Zhang · 詹鹏 · 吴兴龙

Applied Surface Science 2026

参数信息

过电位

38 mV

Tafel斜率

47 mV dec⁻¹

碳掺杂含量

6 %

技术优势

催化活性高

p-d轨道耦合优化了Ni位点电子态密度，降低了氢吸附吉布斯自由能，使得碱性HER过电位仅38 mV。

反应动力学快

Tafel斜率低至47 mV dec⁻¹，表明反应路径高效，电荷转移迅速。

非贵金属成本低

采用地球丰富的Ni和S元素，避免使用Pt等贵金属，降低催化剂成本。

应用场景

• 碱性电解水制氢：低过电位降低电解水能耗，提高制氢效率。
• 电解水催化剂：非贵金属催化剂成本低，可替代铂基电极。
• 燃料电池催化剂：增强的催化活性可提升燃料电池阳极反应效率。
• 绿氢制备：高效析氢支持可再生能源电解制氢。