堿性電催化制氫反應(yīng)的Volmer步驟動力學(xué)非常緩慢，這導(dǎo)致電催化制氫反應(yīng)需要耗費(fèi)大量能量。解決這個問題需要控制水分子的吸附和解離。
有鑒于此，南洋理工大學(xué)范紅金、海南大學(xué)劉一蒲等報道雙軸應(yīng)力MoSe2三維納米殼催化劑，在堿性體系進(jìn)行電解水制氫反應(yīng)達(dá)到10 mA cm-2電流密度的過電勢僅為58.2 mV，而且在構(gòu)成膜電解槽中能夠在1 A cm-2電流密度進(jìn)行長期穩(wěn)定。
本文要點(diǎn)
（1）
和平面結(jié)構(gòu)或者不含應(yīng)力的MoSe2相比，這種雙軸應(yīng)力MoSe2納米殼能夠穩(wěn)定的吸附OH，通過較強(qiáng)的氫鍵作用，將水分子吸附的結(jié)構(gòu)從O-朝下變?yōu)镺-平面吸附結(jié)構(gòu)。水分子解離更容易在3配位Mo位點(diǎn)發(fā)生，氫吸附更容易在4配位Mo位點(diǎn)發(fā)生，從而在熱力學(xué)上有利于產(chǎn)氫反應(yīng)。
（2）
這項(xiàng)工作有助于深入理解應(yīng)力作用對水分子解離作用的影響，有助于發(fā)展納米結(jié)構(gòu)電催化劑，加快多電子反應(yīng)的決速步動力學(xué)。
參考文獻(xiàn)
Zhang, T., Ye, Q., Han, Z. et al. Biaxial strain induced OH engineer for accelerating alkaline hydrogen evolution. Nat Commun 15, 6508 (2024)
DOI: 10.1038/s41467-024-50942-5
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50942-5
