HER是一種pH依賴性反應，強酸性條件下有利于反應的進行，但在堿性或中性電解質中，需要更高的水解離能來在催化劑上產生質子或吸附氫(H*)，導致HER中的過電位過大和動力學緩慢。因此，設計用于寬pH范圍下析氫反應(HER)的具有成本效益的電催化劑對于電化學水分解制氫至關重要。近日，華中科技大學霍開富和武漢科技大學張旭明等在中空碳納米帶上制備Mo5N6-MoS2 Mott-Schottky異質結納米片(Mo5N6-MoS2/HCNRs)，用于高效pH通用HER。
面內Mo5N6-MoS2 Mott-Schottky異質界面導致電子重新分布和構建內建電場，有效激活惰性MoS2基面，增加電催化活性、提高電子電導率以及提高水的離解活性。此外，垂直的Mo5N6-MoS2納米片為電化學反應提供了更多的活化位點并促進了物質/電解質的傳輸，而和Mo5N6緊密耦合的HCNRs基底提供了快速的電子傳輸路徑。
因此，Mo5N6-MoS2/HCNRs電催化劑具有優(yōu)異的pH通用HER性能。在酸性、中性和堿性電解質中，Mo5N6-MoS2/HCNRs在10 mA cm-2的電流密度下分別具有57 mV、59 mV和53 mV的超低過電位，Tafel斜率分別為38.4 mV dec-1、43.5 mV dec-1和37.9 mV dec-1，優(yōu)于已報道的基于MoS2的催化劑。這項工作提出了一種在納米尺度上構建面內異質界面的新策略，并提出了一種新的基于MoS2的異質結構的HER電催化機制。In-Plane Mott-Schottky Effects Enabling Efficient Hydrogen Evolution from Mo5N6-MoS2 Heterojunction Nanosheets in Universal-pH Electrolytes. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202201137
