由可再生能源驱动的电解制氢被视为改善全球气候和能源问题的环保手段。在Angewandte Chemie杂志上，一个研究小组现在推出了一种新型廉价的电极材料，可以提供高效、节能的氢气生产：多孔磷化 CoNi2S4蛋黄壳纳米球。
不幸的是，水电解的两个半反应——析氢和析氧——都很慢并且需要大量能量。催化有效的电极，特别是那些基于贵金属的电极，可以加速电化学过程并提高它们的能源效率。然而，它们的大规模使用受到高成本、有限的丰度和低稳定性的阻碍。基于丰富、廉价金属的替代品通常不能令人满意地用于两个半反应。
由 Shuyan Gao(中国河南师范大学)和 Xiong Wen (David) Lou(新加坡南洋理工大学)领导的团队现已开发出一种基于钴 (Co) 和镍 (Ni) 的新型、廉价、多功能电极材料，用于高效电催化制氢。为了制造这种材料，由钴-镍-甘油酸制成的纳米球经过水热硫化和气相磷化相结合。这形成了由掺磷钴镍硫化物 (P-CoNi2S4)制成的称为蛋黄壳纳米颗粒的物体。这些是具有致密核心和多孔外壳的小球体，中间有空间——就像一个鸡蛋，其蛋黄被蛋白包围，因此不会接触外壳。
磷掺杂增加了空心颗粒中 Ni3+相对于 Ni2+的比例，并允许更快的电荷转移，从而使电催化反应进行得更快。该材料可用作阳极或阴极，并且在电解水的氢气和氧气生产中表现出高活性和稳定性。
为了降低电解槽的总电压，还正在研究混合电解概念。例如，氢气的生产可以与尿素的氧化结合，而不是与氧气的生产结合，这需要更少的能量。尿素的来源可能包括来自工业合成的废物流以及生活污水。新的纳米粒子对于这种半反应也非常有用。
水电解和尿素电解都需要相对较低的电池电压(分别为 1.544 V 或 1.402 V，10 mA cm-2超过 100 小时)。这使得新的双金属蛋黄壳颗粒优于大多数已知的硫化镍甚至贵金属基电催化剂。它们为电化学制氢以及处理含尿素的废水提供了一种很有前景的方法。
