近日，化材学院胡恩来、张璟联合中国科学院大连化学物理研究所陈忠伟教授在国际权威期刊 Advanced Functional Materials （IF = 19）上发表题为“Surface Hydroxylation-Engineered Ni₃S₂/Ni-OH Heterostructure for Durable Alkaline Hydrogen Evolution via Facile pH-Induced Electrodeposition”的论文（DOI: 10.1002/adfm.202523386）。该研究在碱性电解水制氢领域取得重要进展。

本研究利用氯化铵调控电解pH，一步合成由硫化镍和羟基化金属镍组成的异质结构（Ni₃S₂/Ni-OH）。这一创新性策略在驱动Ni₃S₂形成的同时，将Ni(OH)₂转化为羟基化金属镍（Ni-OH），因而显著降低了电析氢中间体羟基在催化剂表面迁移的能垒和水分子裂解能垒，促进了活性位点的持续再生，最终增强了催化剂的电解稳定性和活性。实验结果表明Ni₃S₂/Ni-OH催化剂表现出色，在电流密度为10 mA cm^-2时仅需过电位33 mV，显著低于对比样Ni₃S₂/Ni-OH-3（108 mV）和S-Ni(OH)₂（172 mV），在长达1200 h的恒电位测试中电流密度几乎无衰减。远超对比组的Ni₃S₂/Ni-OH-3（65 h后电流保持率仅为63%）和Ni-OH（65 h后电流保持率仅为64%）。当将Ni₃S₂/Ni-OH作为阴极与高性能阳极（NiFe-LDH）组装成碱性阴离子交换膜电解槽时，该系统仅需1.77 V电压即可驱动200 mA cm^-2的电流密度，并在该电流密度下稳定运行1000 h。此外，通过重新启动，AEMWE的性能可以完全恢复，进一步证实了Ni₃S₂/Ni-OH的强大稳定性，突显出在实际工业制氢中的可靠潜力。该研究揭示了“表面羟基化-稳定性/活性”之间的构-效关系，为设计兼具高稳定性和活性的电解制氢催化剂提供了全新思路。

本研究获得了国家自然科学基金、浙江师范大学先进催化材料教育部重点实验室开放基金、浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室开放课题等经费资助。

浙江师范大学为该论文第一单位和通讯单位，化材学院2024级硕士研究生游惠萍为论文第一作者，胡恩来、张璟和中国科学院大连化学物理研究所陈忠伟教授为论文共同通讯作者。

编辑：武艳