为了应对全球气候变化和能源危机，氢气是一种很有前途的清洁能源。在当前的制氢技术中，电催化析氢反应（HER）因其高纯度氢气的优势而备受关注。然而，受限于贵金属催化剂的高价，阻碍了电催化 HER 的发展。近年来，二硫化钼 (MoS₂)具有与 Pt 相似的 HER 能量特性，包括最佳的 ΔGH* 和高交换电流密度 (j₀)。因此，它被认为是下一代 HER 催化剂的有前途的材料。然而，受限于其固有特性（包括有限的活性位点和导电性），MoS₂ 的 HER 性能很差。

有鉴于此，中国广州分析测试中心Fuxian Wang等人，采用硬模板限域策略构建了CoMo₂S₄二维纳米片，并系统研究了CoMo₂S₄的析氢反应(HER)性质和Co在其中的作用。

本文要点

1）电化学测试表明，CoMo₂S₄ 具有高 HER 性能，在 10 和 100 mA cm^-2 下的过电位分别为 55 和 150 mV，优于 Pt/C (20%) 和最先进的 Mo-S、Co-S 和Co-Mo-S 基材料。

2）深入的机理研究表明，CoMo₂S₄的主要活性位点是Mo而不是Co，而Co在提高催化剂的导电性从而提高HER性能方面起着关键作用。

3）原位屏蔽试验和密度泛函(DFT)理论计算表明，CoMo₂S₄的HER主要发生在Mo上，而不是Co上。X 射线光电子能谱和态密度测试表明 Co 的引入导致催化剂中的电子离域化，使电子传输更容易，最终使催化剂具有更好的导电性能。

总之，这是首次提出 Co 对提高 Co-Mo-S 催化剂体电导率的影响，突出了 Co 在提高 Mo-S 基材料电催化 HER 活性方面的潜力。

参考文献：

Hui Cheng et al. CoMo₂S₄ with Superior Conductivity for Electrocatalytic Hydrogen Evolution: Elucidating the Key Role of Co. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202103732

https://doi.org/10.1002/adfm.202103732