过渡金属二硫化物（TMD）是析氢反应（HER）的良好催化剂。然而，2D TMD催化剂的总电流密度比工业Pt和Ir电解器（>1,000 mA cm^-2）低几个数量级（~10-100 mA cm^-2）。近日，罗格斯大学Manish Chhowalla，贝尔法斯特女王大学Elton J. G. Santos与韩国蔚山国立科学技术研究所Hu Young Jeong等多团队合作，报道了一种2H Nb_1+xS₂催化剂（其中x为~0.35）用于HER，其电流密度可达5000 mA cm^-2（~420 mV，相对于可逆的氢电极）。2H Nb_1.35S₂在0V时的交换电流密度为~0.8mA cm^-2，对应于~0.2s^-1的TOF。基于2H Nb_1+xS₂阴极的电解槽，可产生1,000 mA cm^-2的电流密度。理论计算表明， 2H Nb_1+xS₂催化剂具有接近热中性的氢吸附自由能，提高了该催化剂的HER性能。

Jieun Yang, Abdul Rahman Mohmad, Elton J. G. Santos*, Hu Young Jeong*, Manish Chhowalla*, et al. Ultrahigh-current-density niobium disulfide catalysts for hydrogen evolution. Nat. Mater., 2019

DOI: 10.1038/s41563-019-0463-8

https://www.nature.com/articles/s41563-019-0463-8