Rh增强MoS2的HER性能

研究背景

氢作为一种储量丰富、可再生、高燃烧的热能来源，具有诸多优点，能够满足日益严重的全球能源危机的巨大需求。因此，研究人员致力于探索一种有效、便捷的水分裂方法。在各种可用的方法中，电解水被认为是一种极具吸引力的产氢气的方法。

电化学析氢反应(HER)的性能高度依赖于电催化剂。迄今为止，铂(Pt)被认为是活性最高的催化剂，其产氢效率最高。然而，由于铂的稀缺性和高成本，它的广泛使用显然是不可能的。因此探索低成本、高催化活性的电催化剂是水电解的迫切任务。

二硫化钼(MoS2)是一种典型的过渡金属二卤族化合物，具有与石墨烯相似的原子厚度层结构。目前被认为是一种很有潜力的电化学制氢候选材料。然而，它的一些缺点，如过电位高、电流密度低，阻碍了它广泛的应用这些缺陷的原因可能是由于MoS2具有相对较大的吉布斯自由能。

研究内容

在本工作中，用贵金属和MoS2作为强H吸附组分和快速H2解吸组分，制备了用于HER的复合电催化剂。采用原位生长法对金属-MoS2纳米复合材料的HER进行了系统的研究。

研究要点

1、该材料具有较低的吉布斯自由能，且具有较多的活性位点。

2、最优的5.2wt% Rh-MoS2催化剂在电流密度为10 mA cm-2时，过电位为47 mV，Tafel斜率较小(24 mV dec-1)，具有持久的稳定性。当电位大于-0.18 V时，其HER性能优于20 wt% Pt/C催化剂。其优异的性能可能是由于新的机理:水合氢离子可以被强H吸附的组分Rh快速捕获，成为被吸附的H原子，H原子迁移到快速脱附H2的组分MoS2表面(氢溢出效应)，最终成为氢气。因此，整个HER率可以大大提高。

课题组简介

 程亚飞，男，安徽六安人，工学博士，讲师。2015年进入苏州大学功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）攻读博士学位，2018年获得博士学位。师从邵名望教授，主要研究电化学催化：（1）电解水，基于理论设计和制备优异的电催化剂，开展电化学析氢的研究；（2）锌空电池，设计自支撑空气电极应用于锌空电池。

主要领域：电化学催化（析氢、析氧、氧还原及锌空电池）（1）电解水，基于理论设计和制备优异的电催化剂，开展电化学析氢的研究；（2）锌空电池，设计自支撑空气电极应用于锌空电池。

文献信息

Rh-MoS2 nanocomposite catalystswith Pt-like activity for hydrogen evolution reaction. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1700359.

DOI: org/10.1002/adfm.201700359.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201700359

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