高电流密度（≥1 A cm−2）是水裂解型电催化剂，尤其是海水裂解型电催化剂大规模工业化应用的关键因素。然而，由于催化剂中缺乏活性和稳定的本征催化活性中心，要达到高电流密度仍然是一个巨大的挑战。
近日，华中师范大学郭彦炳教授，Zhu Luo报道了一种新颖的三维自支撑石墨二炔/氧化钼（GDY/MoO3）材料，通过合理设计界面上的“sp C−O−Mo杂化”，实现了高效的电催化析氢反应（HER）。
文章要点
1）GDY/MoO3中独特的“sp C−O−Mo杂化”促进了新型活性中心（非氧空位）的产生，活性中心数量的爆炸性增加（比纯MoO3多8倍），快速电荷转移（比纯MoO3多25倍），以及H2O分子的解离过程（比MoO3少0.33−0.83 eV）。
2）令人印象深刻的是，在没有任何搅拌的情况下，GDY/MoO3获得了非常快速和连续的析氢（电流密度≥1.2 A cm−2），而由于形成了巨大的气泡，20% Pt/C会立即停止析氢。得到的GDY/MoO3可以直接用于电催化HER，而不需要进一步处理。此外，它对于天然海水中也具有高电催化HER活性。
这些发现表明，通过合理的界面工程可以满足大规模工业应用的需要，从而为海水裂解高效电催化剂的设计提供了有益的启示。
参考文献
Yuan Yao, et al, Interfacial sp C−O−Mo Hybridization Originated High-Current Density Hydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc., 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c02831
https://doi.org/10.1021/jacs.1c02831
