Small Methods: 1+1>2!缺陷加异质界面协同促进NiS2/MoS2电化学分解水

电催化水分解是一种高效、环保的大规模制氢技术。用于水分解的MoS₂基催化剂，具有独特的形态、优良的电导率和合适的带隙，但是其广泛应用受到动力学迟缓的阻碍。特别是MoS₂基催化剂在碱性介质中的全分解水性能并不理想。界面微环境调节已被证明是制造高效催化剂的有效方法。

基于此，扬州大学庞欢、成均馆大学Dae Joon Kang和山西大学石虎等通过简单的策略成功合成了富含晶格缺陷的NiS₂/MoS₂纳米薄片(NMS NFs)电催化剂。

得益于NiS₂和MoS₂之间丰富的晶格缺陷和调节的界面微环境，制备的NMS NFs显示出优异的水分解催化活性。

在1.0 M KOH溶液中，优化的NMS NFs(Ni:Mo的摩尔比= 5:5)在10 mA cm^-2电流密度下的HER和OER过电位分别为90 mV和270 mV；并且在全水分解系统中，仅需1.60 V的电池电压就能达到10 mA cm^-2的电流密度，低于基于贵金属的电催化剂(10 mA cm^-2，1.68 V)。更重要的是，NMS NFs电催化剂对全水分解也表现出卓越的长期稳定性(> 50 h)。

实验和密度泛函理论(DFT)计算揭示了NMSNFs作为整体水分解电催化剂的优点:

1.独特的分层NFs(≈20nm)可以提供大的表面积，加速电解质扩散；

2.NiS₂和MoS₂之间形成的异质界面可以显著提高结构稳定性；

3.丰富的晶格缺陷可以提供大量的催化活性中心；

4.NiS₂和MoS₂之间的强异质界面相互作用可以显著提高电荷转移速率；

5.在MoS₂中引入NiS₂可以调节界面微环境，即这种策略不仅可以调节材料的电子结构，还可以优化催化动力学。

这项工作不仅为设计高效分解水电催化剂提供了指导，而且还强调了界面微环境调节对优化催化动力学的重要作用。

Interfacial Microenvironment Modulation Enhancing Catalytic Kinetics of Binary Metal Sulfides Heterostructures for Advanced Water Splitting Electrocatalysts. Small Methods, 2021. DOI: 10.1002/smtd.202101186

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Small Methods: 1+1>2!缺陷加异质界面协同促进NiS2/MoS2电化学分解水

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