隨著化石燃料的急劇消耗以及日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，人類急需發(fā)展新型能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，電解水制取氫氣被認(rèn)為是可以解決當(dāng)前能源危機(jī)最安全有效的技術(shù)。電解水包括兩個半反應(yīng)，即陽極的析氧反應(yīng)（OER）和陰極的析氫反應(yīng)（HER）。陽極析氧動力學(xué)緩慢，需要較高的過電位才能產(chǎn)生較大的電流密度，導(dǎo)致整體電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能效率較低？茖W(xué)家們也在不斷地發(fā)展具有高活性和穩(wěn)定性的非貴金屬析氧催化劑。例如過渡金屬氧化物、氫氧化物以及最近四川大學(xué)孫旭平課題組發(fā)展的三維自支撐的CoPi納米陣列催化劑，在中性環(huán)境中具有高效的析氧催化性能。
盡管如此，陽極析氧反應(yīng)需要較大的能量形成氧-氧鍵，這一問題仍然是電分解水的瓶頸。此外，由于產(chǎn)生的氧氣利用價值不高，且與陰極產(chǎn)生氫氣混合存在潛在的危險，需要附加分離步驟，從而增加了成本。因此，尋找一種熱力學(xué)更容易發(fā)生的氧化反應(yīng)來取代陽極析氧反應(yīng)，使得陰極析氫更加節(jié)能，進(jìn)而提高整個電解池的能量轉(zhuǎn)化效率。最近，四川大學(xué)孫旭平課題組在泡沫鎳上發(fā)展的三維磷化鎳納米片陣列，對肼具有高效的催化氧化效果，并且肼氧化反應(yīng)(HzOR)電位相對水的氧化電位低很多，因此可以用陽極肼氧化代替水氧化，使陰極析氫能量轉(zhuǎn)換效率提高。在兩電極(HER║HzOR)電解池中，當(dāng)電流密度為500 mA cm-2時，僅需要的電壓為1.0 V，然而在兩電極（HER║OER）電解池中，當(dāng)電流密度為20 mA cm-2時，則需要的電壓為1.6 V。該工作為高效低能耗析氫提供了一種新思路。