电催化水分解制氢是解决能源危机和环境污染问题的有效方法。然而，目前仍缺乏在高电流密度下进行析氢反应(her)的高效、耐用且具有成本效益的电催化剂，这限制了大规模电化学水分解制氢的实施。
基于此，复旦大学张树宇和区琼荣等使用氩和氨(ar+nh3)等离子体处理策略，合成了可在大电流密度下高效析氢的非晶态钼钨硫化物/氮掺杂还原氧化石墨烯(a-mowsx/n-rgo)纳米复合材料。
研究人员通过调整等离子体处理时间和化学成分，获得了最佳的a-mowsx/n-rgo@1:1–10 min催化剂。在酸性条件下(0.5 m h2so4)，其在1000 ma cm-2的电流密度下表现出348 mv的低过电位并且在此电流密度下连续工作24小时后性能几乎没有衰减，优于商业pt/c和先前报道的杂原子掺杂mos2基催化剂。
基于密度泛函理论(dft)计算，研究人员发现在合理的钨掺杂水平下，额外的电子优先填充在2s2-；钨的引入往往会降低电子结构能量，导致接近于零的正∆gh*。因此，催化活性位点(2s2-)在高电流密度下表现出优异的催化性能。
然而，过多的钨引入会导致结构损坏和在高电流密度下更差的her性能。总的来说，这项工作为合理设计和制造用于在工业级电流下进行her的高性能催化剂提供了策略。
boosting hydrogen evolution reaction activity of amorphous molybdenum sulfide under high currents via preferential electron filling induced by tungsten doping. advanced science, 2022. doi: 10.1002/advs.202202445
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