开发具有高活性和稳定性的双功能性耐腐蚀的析氢/析氧反应（HER/OER）双功能电催化剂，特别是在海水中电解，但仍然具有挑战性。

基于此，青岛科技大学王磊教授和吴则星副教授、中国石油大学（华东）柴永明教授（共同通讯作者）等人报道了通过在泡沫镍上热处理Ni ZIF-L纳米片，在衍生非晶NiO_n上原位引入PtO_x合成了PtO_x-NiO_n/NF。结果表明，PtO_x-NiO_n/NF电极在电流密度为10 mA·cm⁻²时，HER和OER分别仅需32和240 mV的极低过电位，超过了大多数报道的电催化剂，甚至是商用Pt/C和RuO₂电极。

此外，基于PtO_x-NiO_n/NF的双电极电池，在1 M KOH和碱性海水中分别需要低至1.57 V和1.58 V电压驱动10 mA·cm^-2，耐久性能和稳定性显著。在工业条件下，要实现1000 mA·cm^-2的水裂解，需要1.88 V的低电池电压。

通过DFT计算，作者研究了PtO_x和NiO_n表面上的这些关键反应步骤以及组分之间的相互作用，计算并比较了PtO_x、NiO_n和PtO_x位点在PtO_x-NiO_n/NF（PtO_x-NiO_n/NF-1）和NiO_n位点在PtO_x-NiO_n/NF（PtO_x-NiO_n/NF-2）优化模型上H₂O和H*（ΔG_H*）的吸附能。

PtO_x-NiO_n/NF-1催化剂PtO_x位点上H₂O分子解离能力的提高是因为其吸附能高于PtO_x样品，表明杂化物中的NiO_n对HER具有扩张作用，同时PtO_x-NiO_n/NF-2中NiO_n位点的吸附能高于NiO_n催化剂，保证了H₂O在PtO_x位点上的有效吸附和活化，有利于后续的H₂演化，进一步证明了PtO_x和NiO_n组分在混合催化剂中的碱性HER性能的提高。

此外，PtO_x-NiO_n/NF-1中PtO_x位点的水解离动能势垒比PtO_x催化剂低，表明PtO_x-NiO_n/NF-2中NiO_n位点的水解离能势垒比NiO_n低，则说明各组分在性能提升中发挥了重要作用。

PtO_x-NiO_n/NF-1中PtO_x位点的ΔG_H*为-0.51 eV，更接近0 eV，低于PtO_x催化剂，表明NiO_n可以作为催化活性中心，同时PtO_x-NiO_n/NF-2中NiO_n位点的ΔG_H*较NiO_n催化剂低0.95 eV，表明PtO_x在PtO_x-NiO_n/NF中也具有活性位点，增强了H吸附动力学。

Amorphous NiO_n coupled with trace PtO_x toward superior electrocatalytic overall water splitting in alkaline seawater media. Nano Res., 2023, DOI: 10.1007/s12274-022-5369-0.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-5369-0.