上硅所Adv. Sci.：Mo2S3@NiMo3S4异质结在大电流密度下实现高效整体水分解

在大电流驱动下碱性水裂解用于大规模制氢，通常存在电荷转移动力学迟缓的问题。商用贵金属催化剂在大电流条件中不稳定，而大多数非贵金属催化剂只能在<200 mA cm^-2的低电流密度下具有高活性，远低于工业要求的电流密度（>500 mA cm^-2）。

基于此，中科院上海硅酸盐研究所黄富强研究员、王家成研究员和唐宇峰博士（共同通讯作者）等人报道了基于硫化物的金属异质结以通过调节相变耦合的电子结构与钼（Mo）和镍（Ni）掺入的界面缺陷来满足工业需求。

具有金属导电性的金属硫化物Mo₂S₃作为金属载体，其由具有额外Mo-Mo键的典型MoS₂转变而来。通过原位外延生长NiMo₃S₄，构建了Mo₂S₃@NiMo₃S₄金属异质结，其具有金属导电性和丰富的活性位点，能够在大电流密度下进行水电解。同时，NiMo₃S₄纳米片在Mo₂S₃纳米棒上的原位外延生长具有低界面电阻和增强的界面电荷转移特性，有利于快速OER动力学。

设计合理的Mo₂S₃@NiMo₃S₄金属异质结具有耦合的2D纳米片和1D纳米棒，在电流密度为10、100和1000 mA cm^-2时，OER的过电位分别为173、256和390 mV，HER的过电位分别为32、124和174 mV。将其集成到对称双电极电解槽中时，在工业电流密度为500和1000 mA cm^-2时，电解水仅需1.639 V和1.672 V，具有出色的耐久性（超过100 h），是用于大电流下水分解的最好非贵金属电催化剂之一。

该工作揭示了具有优化的界面电子结构和丰富的工业水分解活性位点的金属异质结的设计。

Bimetal Modulation Stabilizing a Metallic Heterostructure for Efficient Overall Water Splitting at Large Current Density. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202202750.

https://doi.org/10.1002/advs.202202750.

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上硅所Adv. Sci.：Mo2S3@NiMo3S4异质结在大电流密度下实现高效整体水分解

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