高活性和坚固耐用的电催化剂对于通过电化学水分解生产绿色氢气至关重要。尽管贵金属铂（Pt）是目前工业上常用的HER电催化剂，但其稀缺性、价格昂贵以及在大电流密度下仍无法令人满意的性能和稳定性，限制了其大规模应用。

近日，清华大学深圳国际研究生院刘碧录，东莞理工学院Chenghua Sun报道了开发了一种整体式催化剂（MC）来应对电催化HER仍面临的挑战。

文章要点

1）具体而言，研究人员利用定向固相合成（OSPS）方法在同一金属的衬底上垂直生长了金属过渡金属二硫属化物（m-TMDC）。由于整体的性质，电荷可以直接从衬底转移到催化剂，而不需要穿过范德华界面，从而提供高效的电荷注入和优异的HER电催化性能。

2）这种MC的界面电阻几乎为零，因此提供了畅通无阻的电子转移。此外，催化剂通过极强的共价键连接到衬底上，这使其具有优异的机械稳定性，可以承受高效制氢所需的大电流密度。

3）研究人员通过用OSPS法合成了一种大面积Ta-TaS₂ MC，其表现出优异的电催化HER活性，在0.5 M的H₂SO₄电解液中，在大电流密度下可连续工作超过200 h，过电位仅为398 mV时，电流密度可达2000 mA cm⁻²，性能无明显衰减。

得益于其坚固的金属界面和提供相同结构的各种金属的选择，这种整体材料除了催化外还将有广泛的用途。

参考文献

Yu, Q., Zhang, Z., Qiu, S. et al. A Ta-TaS2 monolith catalyst with robust and metallic interface for superior hydrogen evolution. Nat Commun 12, 6051 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-26315-7

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26315-7