AM：MoS2/NiPS3垂直异质结构内极化场协同氢溢出和去极化促进水电解

Nanoyu

2022-07-28

氢溢出提高了催化剂的析氢反应(HER)活性，但不适用于去质子化析氧反应(OER)。对于可持续的氢经济来说，开发能够同时表现出良好的氢溢出和去质子化性能的非贵重催化剂具有重要意义。

近日，南京理工大学Haibo Zeng, 西安交通大学Zhengfei Dai设计了一个垂直的MoS₂/NiPS₃异质结，结合氢溢出和去质子化效应来促进HER和OER过程。

文章要点

1）理论分析表明，从MoS₂边缘到NiPS₃和双DeP途径的HSo具有HER和OER双功能催化活性。研究人员创新地揭示了统一HSo和DeP的潜在触发因素是内部偏振场。

2）接着对HER/OER双功能催化行为进行了进一步的实验研究和验证。通过在剥离的NiPS₃片层上垂直生长MoS₂纳米片，可以控制地构建一系列MoS₂/NiPS₃异质结构，垂直堆积的方式可以促进MoS₂的边缘暴露和NiPS₃基面的电催化激活。

3）在碱性水电解方面，优化后的MoS₂/NiPS₃复合材料的HER和OER的η(10)过电位分别为112 mV和296 mV，比单相电极具有更快的动力学性能。此外，可以在1.64 V的低η₁₀电池电压进行全水分解，具有100 h的良好稳定性，并通过太阳能辅助水电解槽进行演示，用于可持续的绿色制氢。

这项研究描绘了通过氢溢出和去质子化双重工程的非贵金属水分解电催化剂的可操作设计的基本框架。

参考文献

Yaoda Liu, et al, Synergizing Hydrogen Spillover and Deprotonation by Internal Polarization Field in MoS₂/NiPS₃ Vertical Heterostructure for Boosted Water Electrolysis, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202203615

https://doi.org/10.1002/adma.202203615