在当今全球面临着化石燃料过量消耗和日益增长的气候问题的背景下，开发绿色、可持续和可再生能源变得至关重要。电解水制氢被看作是一种高效率地大规模生产氢气的策略，其中氧析出反应（OER）是关键的半反应。然而，OER是一个复杂且动力学缓慢的过程，涉及到多步骤的质子耦合电子转移。
开发低成本、耐用且高效的氧析出反应（OER）电催化剂对于大规模工业水电解具有极为关键的技术重要性。在这篇文章中，提出了一种新策略，通过直接硒化多孔铁镍（FeNi）合金泡沫，形成NiSe和Fe4.4Ni17.6Se16的混合电极，显著增强了电催化活性。所得的自支撑Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化（FNS/NiSe）泡沫在1.0MKOH中展现出出色的耐久性和显著的催化活性，分别实现了242和282mV的低过电位，以达到100和500mAcm-2的电流密度。据我们所知，它在碱性电解液中超过了大多数已报道的OER电催化剂。
Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫材料，作为自支撑的OER电极，之所以能表现出高效和耐用性，主要是由于其结构和组成的特殊性。Fe4.4Ni17.6Se16和NiSe这两种材料通过一步合成法得到，其中的关键步骤是热硒化。通过这一过程，FeNi合金泡沫被转化为特定比例的铁镍硒化物和镍硒化物的杂化结构。这种特殊的合成方法不仅简化了制备流程，而且很可能是提高电催化剂性能的关键。
Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化材料的制备过程涉及到了杂化界面的设计，这一策略可以促使电催化活性得到显著的提升。杂化界面是指不同材料在原子级别相互作用的界面。在Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫中，不同成分之间的接触界面可能是增加催化活性的关键因素之一。杂化界面能够为反应物提供更多的活性位点，并可能通过界面的协同效应来促进电子或质子的传递，从而降低反应的活化能。
由于在杂化界面发生的协同作用，Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫材料在碱性电解液中表现出优异的催化性能，这表明这种材料可能具有良好的电荷传输性质和较高的稳定性。在碱性条件下进行的氧析出反应，其反应速率通常受限于缓慢的动力学过程，然而，Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫的使用能够有效降低所需的过电位，从而使得反应能够在更低的能耗下进行。
此外，Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫材料因其自支撑的特性而具有明显的实用优势。传统OER电催化剂通常需要支撑材料来承载活性物质，而自支撑电极材料能够直接用作电极而无需额外的支撑或粘合材料。这种设计不仅简化了电极的制备过程，还能够确保活性材料在电化学反应中的最佳暴露和接触，从而提高催化效率。
然而，要使Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫材料在商业化大规模水电解中得到应用，还需要解决一些挑战。一方面，材料的稳定性是一个重要的考量因素。Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe杂化泡沫需要在长时间的电催化过程中保持结构和性能的稳定性。另一方面，材料的合成成本也需要考虑。尽管所提出的一步合成法在简化制备流程方面具有优势，但相关的硒化物、铁和镍的前驱物材料成本以及热硒化过程的能源消耗都需要综合评估。
Fe4.4Ni17.6Se16与NiSe泡沫材料通过一步热硒化法合成的杂化材料，作为自支撑、高效、耐用的析氧电极，为大规模工业水电解应用提供了一条潜在的途径。它在降低过电位、提升催化活性和耐用性方面的优势，预示着这种杂化材料在绿色能源转换和储存领域中有着广阔的应用前景。
