电化学水分解技术的商业化需要开发经济、高效、稳定的电催化剂。

近日，韩国全北国立大学Joong Hee Lee，Nam Hoon Kim报道了成功地合成了一种新型CoSAs-MoS₂/TiN NRs双功能电催化剂，在较宽的pH范围内对HER和OER同时具有良好的电催化性能和稳定性。

文章要点

1）CoSAs-MoS₂/TiN NRs出色的电催化性能源于有利的结构和电子因素的协同效应。CoSAs-MoS₂的强相互作用导致电子结构向优化的中间吸附/脱附能力调整，而与介孔结构耦合的独特的3D核/壳结构提供了大的比表面积和大量的活性中心，从而扩大了反应物和活性中心之间的接触面，促进了反应物的渗透/扩散和气体物种的释放。此外，外层CoSA-MoS₂ NSs和内层TiN NRs都是电荷传输的有效传导通道，可显著提高反应动力学。

2）实验结果显示，在0.5 m H₂SO₄、1.0 m KOH和1.0 m PBS中，CoSAs-MoS₂/TiN NRs均表现出很好的HER催化性能，在J为10 mA cm^-2时的E_O分别为187.5 mV、131.9 mV和203.4 mV。此外在0.5 m H₂SO₄、1.0 m KOH和1.0 m PBS中的用于OER的E_O值分别为454.9 mV、340.6 mV和508.0 mV，是一种极有前途的商品化pH通用型水氧化材料。特别是，所开发的催化剂在PH-通用的HER和OER条件下表现出显著的稳定性，在连续工作45 h后仍具有高电流响应。

3）在0.5 m H₂SO₄、1.0 m KOH和1.0 m PBS中，通过使用CoSAs-MoS₂/TiN NRs作为水分解的阴极和阳极电极，只需要分别为1.70、1.65和1.66 V的工作电压，就可以产生10 mA cm^–2的电流密度，并在PH通用的水分解条件下具有超过30 h的优异长期稳定性。

参考文献

Thi Luu Luyen Doan, et al, Single-Atom Co-Decorated MoS₂ Nanosheets Assembled  on Metal Nitride Nanorod Arrays as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst for pH-Universal Water Splitting, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202100233

https://doi.org/10.1002/adfm.202100233