可再生能源驱动下的电化学析氢反应(HER)可以生产清洁的氢能源，这是一种很有前景的、可持续的制氢途径，通常由铂基贵金属催化剂催化。近年来，人们致力于非贵金属催化剂的研究。二硫化钼(MoS2)因其低成本、丰富的地球资源和独特的催化活性而受到广泛关注。然而，其催化性能受到固有活性低和稳定性差的严重制约。这种结构可以作为一种很有前途的电子介质来修饰MoS2的性质，从而提高其活性，但由于这两种材料在原子尺度上的精确组装存在很大的困难。
尽管通过调控形貌或缺陷工程的策略可以暴露更多的边缘部位，但对于提高HER活性，调节材料的电子结构非常重要。
有鉴于此，大连化学物理研究所邓德会研究员、Liang Yu教授等人合作，通过单层石墨烯包裹的CoNi核的电子穿梭效应，提出了一种在原子级水平上调控单层MoS2电子结构的策略。源自封装的CoNi金属核的电子可以穿越单层石墨烯到达最外面的单层MoS2，从而在MoS2和石墨烯表面之间产生强相互作用，实现更高的HER催化活性和稳定性。
本文要点
1）通过在包封CoNi合金的单层石墨烯壳上精确生长单层MoS2，设计制备了MoS2/（CoNi@G）催化剂，其具有双层链状结构。CoNi核的电子可以穿过石墨烯层到达最外层的MoS2，从而使MoS2的电子性能朝着高HER活性方向发展。
2）在10 mA cm-2时，原始MoS2纳米片上的过电位为262 mV，而MoS2/（CoNi@G）催化剂的过电位仅为150 mV，并且可以稳定地运行超过10000次伏安循环。。此外，与原始的MoS2纳米片相比，这种作用还引起了MoS2和CoNi@G之间的强电子相互作用，从而稳定了最外层的MoS2层，从而显着提高了反应稳定性。
3）密度泛函理论（DFT）的计算表明，穿透的电子有效地调节了边缘S位点和平面S空位的电子结构，从而使这些HER活性中心上的氢吸附能更加合适。
总之，该工作提供了一种新颖的策略，可以通过金属芯的电子来有效调节催化剂的电子结构和催化活性，对其他高效催化剂的设计开发具有重要的借鉴意义。
参考文献：
Yunchuan Tu et al. Double-layer hybrid chainmail catalyst for high-performance hydrogen evolution. Nano Energy, 2020.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104700
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104700
