化石能源（煤、石油和天然气）的广泛利用既驱动着人类社会文明以前所未有的速度发展，也引起了诸如酸雨、雾霾等环境污染问题，而且化石能源不可再生，带来能源短缺问题，因此，社会的可持续发展需要寻求更为清洁且可再生的替代能源。氢是宇宙中广泛存在的元素，且被利用后的产物仅为水，因此被认为是未来最理想的能源形式。氢气的来源多样化，其中通过电化学方式催化分解水由于效率高和可操作性强等优点广受关注。目前，电催化制氢通常选用贵金属铂作为催化材料，较高的成本是制约该技术走向规模化应用的主要障碍。因此，迫切需要开发成本更低、产氢效率更高的电催化材料。近日，武汉纺织大学的Junjiang Zhu等设计制备了无机富勒烯状WS₂负载Pd纳米颗粒(Pd/WS₂)催化剂，其中Pd负载量为0.76 wt %，该Pd/WS₂催化剂表现出优异的HER电催化活性，在0.5 M硫酸溶液，达到10 mA/ cm²的电流密度仅需130 mV的过电势，塔菲尔斜率为 82.4 mV /dec，这是与具有更高成本的Pt/WS₂(0.88 wt % Pt负载量)的性能相当。研究表明，在WS₂表面原位生成的WO₃掺杂和Pd纳米颗粒均匀分布在WS₂纳米笼内。对比实验表明，WO₃掺杂在生成H_ads中间体中起关键作用，而Pd纳米颗粒是产H₂的活性位点，而且由于Pd/WS₂催化剂在WS₂笼内稳定，该催化剂具有良好的长期稳定性。该催化剂具有活性高、成本低、稳定性好的优势，有望替代铂催化剂用作HER催化剂。

Ping Xiao, Josephus G. Buijnsters, Yanxi Zhao, Huan Yu, Xuelian Xu, Yujun Zhu, Duihai Tang, Junjiang Zhu, Zhen Zhao. Fullerene-like WS2 supported Pd catalyst for hydrogen evolution reaction. Journal of Catalysis, 2019.

DOI: 10.1016/j.jcat.2019.10.007

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2019.10.007