最近一种电催化高效分解硫化氢制备高纯氢气的方法由中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员邓德会团队发现，在制备绿色氢能源同时消除硫化氢污染物并提供了治理硫化氢污染的新思路。
硫化氢在石油化工中广泛存在，虽然它是一种有毒气体但同时也是一种潜在的制氢原料。现在工业上利用克劳斯方法解决硫化氢污染问题，但只得到硫粉而氢组分则以水蒸气的形式浪费了，并未得到高效利用。电催化分解硫化氢是一种温和高效的方法：可以通过阴极产生氢、阳极产生硫，同时实现了氢气和硫粉的回收。然而目前报道的催化剂中使用的金属非常昂贵，并且催化剂易被反应介质毒化或腐蚀而失去活性，这阻碍了这项技术的发展和应用。所以亟待找到一种活性高、耐腐蚀、价格低的催化剂材料，使硫化氢分解制硫和氢更加高效和经济。
邓德会团队在国际上率先提出铠甲催化概念（Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 371；Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 7023；Energy Environ. Sci., 2014, 7, 1919；Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 2100；Nature Nanotech., 2016, 11, 218；Energy Environ. Sci., 2016, 9, 123；Adv. Mater., 2017, 29, 1606967；Adv. Mater., 2019, 31, 1901996），并在之后开发了一种新型的石墨烯壳层封装钴镍纳米粒子的铠甲催化剂。该催化剂在电催化硫化氢体过程中展现出了优异的催化活性和稳定性。优化后的催化剂电解硫化氢制氢所需要的起始电位比电解水制氢低1.24 V。相同电压下，其电流密度可达到贵金属铂碳催化剂的两倍，并远高于其他贵金属、金属氧化物、碳材料等催化材料。此高活性在500h的稳定性测试中没有任何衰减，显示了该催化剂具有高耐腐蚀性。同时阴极产氢法拉第效率高达98%，实现了氢气的高效制备。该团队与青岛理工大学副教授关静合作，结合理论计算发现，该催化剂的优异活性源于金属内核和石墨烯壳层上的氮原子对石墨烯壳层电子结构的协同调变，促进了多硫化物在石墨表面上的高效生成。
为了验证该催化剂的可靠性与稳定性，研究团队在工业合成气中去除硫化氢杂质（含2%硫化氢）并耦合产氢的演示实验中，该催化剂在长达1200h的稳定性测试中，该催化剂依然保持优异的稳定性和活性，进一步证实了铠甲催化剂在分解硫化氢制氢方面的巨大潜力。另外在皮革厂、造纸厂等排放的废水中也存在大量的硫离子污染物，该催化剂同时有望成为此类废水中硫离子污染物的电催化去除的新希望。
相关研究成果发表于Energy & Environmental Science期刊上。以上研究得到国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院前沿科学重点研究项目、中科院洁净能源创新研究院合作基金项目、教育部能源材料化学协同创新中心（2011 iChEM）等的资助。
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