可以在工业级条件下操作，同时制备工艺简单的低成本、资源储量丰富的析氢反应（HER）电催化剂的缺乏，使得高效的水电解发展受到严重限制。

近日，武汉大学汪的华教授，Huayi Yin，Yuzheng Guo报道了开发了一种以CO₂为原料，一步电渗法制备的自支撑MoC-Mo₂C催化电极。

文章要点

1）研究人员在熔融碳酸盐中的Mo片上制备了一层自支撑的MoC-Mo₂C异质结催化层，CO₂可以通过电化学还原为C，同时与Mo衬底反应形成多孔的MoC-Mo₂C异质结催化层。与使用惰性衬底的传统方法不同，熔融碳酸盐电解采用参与碳化物层形成的活性衬底（例如Mo），从而确保Mo衬底与电解MoC-Mo₂C异质结层之间牢固连接。

2）实验结果显示，一步法制备的电解MoC-Mo₂C异质结层在500 mA cm⁻²的高电流密度下， 2400 h以上的长寿命下，在酸性(256 mA，62 mV dec⁻¹)和碱性（292 mA，59 mV dec⁻¹）溶液中，以及在~70 °C的工业工作温度下，都是足够坚固的。

3）研究人员通过基于密度泛函理论（DFT）的电子结构计算，揭示了MoC-Mo₂C异质结提高HER性能的潜在机制。此外，熔融碳酸盐电解是一种有效的表面工程方法，可以调节表面（接触角约为32 °）的亲水性、催化层的组成以及表面微观形貌。

总体而言，实验和理论研究都证实了这种电解的MoC-Mo₂C异质结是一种可在模拟工业操作条件下操作的低成本HER催化剂。

参考文献

Liu, W., Wang, X., Wang, F. et al. A durable and pH-universal self-standing MoC–Mo₂C heterojunction electrode for efficient hydrogen evolution reaction. Nat Commun 12, 6776 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-27118-6

https://doi.org/10.1038/s41467-021-27118-6