水电解是生产绿色氢气并最终实现碳中和的最有希望的方法之一。目前已经开发出各种具有成本效益的过渡金属硫化物作为电催化剂来促进析氢反应(HER)，但是充分利用它们固有的电催化特性和暴露的活性位点仍然具有挑战性。近日，德国锡根大学杨年俊课题组设计和构建了一种具有高密度硫空位的非化学计量的硫化钛/硫化镍(TiS2-x/NiS)异质催化剂，作为HER电催化剂。具有较低电离焓的Ni原子比Ti原子更容易失去电子，作为还原剂，Ni原子比Ti原子更容易与S物质结合。因此，TiS2-x/NiS异质界面形成，可以同时整合非化学计量效应和界面效应，导致这种异质界面会产生大量的硫空位或增加HER的反应位点。因此，TiS2-x/NiS分别在1.0 M KOH和0.5 M H2SO4中即使在高电流密度(例如，100 mA cm-2和500 mA cm-2)下也具有出色的耐用性。实验结果和理论计算表明，这种非化学计量的TiS2-x/NiS异质结构，其具有的丰富的硫空位或多个活性位点有效地调节了d-金属Ti和Ni原子的电子结构。因此，H*的吸附能在碱性和酸性介质中都得到了优化，并且在这种TiS2-x/NiS催化剂上提高了HER动力学。这项工作为应用非化学计量效应调节HER电催化剂的电子结构以及进一步探索此类催化剂在高效水电解中的应用提供了指导。
Sulfur-Vacancy Rich Nonstoichiometric TiS2-x/NiS Heterostructures for Superior Universal Hydrogen Evolution. Applied Catalysis B: Environmental, 2022. DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121332
目前评论：0