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電催化劑中的活性位點和電荷/傳質特性在電催化的動力學和熱力學中起著至關重要的作用，并直接影響電催化性能，這是單一結構無法實現的。基于此，中科院福建物質結構研究所王要兵研究員（通訊作者）等人報道了包含NiS₂/Ni₃C和Ni₃C/C異質結的NiS₂/Ni₃C@C雙異質結納米結構作為通用模型，以優化上述問題并提高電催化性能。

在熱重組過程中，NiS₂納米顆粒與碳（C）之間的原位反應導致它們之間形成Ni₃C，并在三種組分之間構建了緊密接觸的兩種界面。通過X射線光電子能譜（XPS）和高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）揭示了緊密接觸的三個組分和所構建的相互作用的雙界面，進一步證實了NiS₂/Ni₃C和Ni₃C/C多孔雙異質結納米結構的形成。

電荷轉移差異和態密度（DOS）表明Ni₃C/C異質結可以重新排列電子密度并誘導電子自發從缺陷C轉移到Ni₃C并進入活性位點，有利于快速電荷/質量轉移。電荷轉移差和氫吸附吉布斯自由能（ΔG_H*）說明NiS₂/Ni₃C異質結可以調節電子云密度并降低ΔG_H*，有利于提高催化活性。

當應用于HER時，NiS2/Ni3C@C雙異質結催化劑在較寬的pH值范圍內產生低過電位，具有低Tafel斜率和出色的耐久性。該工作報道的這種特殊的雙異質結結構可以為高性能電催化劑及其他領域提供新的模型。

Nanoscale Double-Heterojunctional Electrocatalyst for Hydrogen Evolution. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202201339.

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王要兵Adv. Sci.：納米級雙異質結電催化劑助力HER

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