通常情况下，水分解的电催化析氢反应（HER）是一个pH相关的反应，这无疑限制了氢能的广泛应用。

近日，清华大学曲良体教授，北京理工大学赵扬特别研究员报道了提出了一种简单的方法将MoS₂(002)晶面和α-MoC{111}晶面化学键合成能够有效地实现pH普适的面内异质结构。

文章要点

1）由于α-MoC和MoS₂之间晶格参数不匹配而产生的晶格应变，改变了MoS₂的电子构型，从而获得了类铂（Pt）自由吉布斯能所表明的良好的质子吸附和脱附活性。

2）实验结果显示，催化剂只需要较低的78 mV过电位就可以在酸性溶液中达到10 mA cm⁻²的电流密度，同时具有良好的塔菲尔动力学过程，塔菲尔斜率为38.7 mV dec⁻¹。

3）由于MoS₂(002)晶面与具有较强水解离活性的α-MoC{111}晶面之间的协同作用，该催化剂在中性和碱性条件下也表现出比Pt更高的HER性能。

这项工作突出了面内异质结构的应用前景，展示了低成本、高效率的pH通用型HER催化材料的制备，为未来可持续氢能的发展提供了良好的前景。

参考文献

Zhihua Cheng, et al, All-pH-Tolerant In-Plane Heterostructures for Efficient Hydrogen Evolution Reaction, ACS Nano, 2021

DOI：10.1021/acsnano.1c01024

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01024