具有高性价比的过渡金属硫化物（TMSs）是潜在的HER电催化剂。然而，吸附在TMSs上的氢中间体（如硫化铁）的自由能太低，阻碍了它们的类氢化酶催化活性。

有鉴于此，德国锡根大学杨年俊研究员、武汉科技大学李轩科教授和Hui Xiang等人，首次报道了一种基于密度泛函理论计算结果设计了B掺杂Fe₇S₈/FeS₂（B-Fe₇S₈/FeS₂）电催化剂，以提高TMSs的固有催化活性。

本文要点

1）通过控制硼化反应的持续时间来调节B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂中Fe₇S₈和FeS₂相的含量。Fe原子的d-带中心和S原子的p-带中心都因此受到调节。

2）最佳B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂上可以保持H*中间体的吸附速率和H₂的解吸速率之间的平衡，从而加快电荷传输速率，并提高该最佳B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂的HER动力学。

3）在碱性介质中，这种B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂显示出113 mV的过电位，以获得10 mA cm^-2的电流密度。

总之，该工作提出的杂原子掺杂是一种调节TMSs电催化剂电子结构，并进一步实现其加速HER动力学的可行方法。

参考文献：

Jing Wu et al. Modulating Interband Energy Separation of Boron-Doped Fe₇S₈/FeS₂ Electrocatalysts to Boost Alkaline Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202107802

https://doi.org/10.1002/adfm.202107802