二硫化钼(MoS2)被广泛认为是取代质子交换膜水电解槽(PEMWEs)中铂的竞争性析氢反应(HER)催化剂。尽管对其HER活性有着广泛的了解,但对HER操作下的稳定性见解却很少。这对于确保无Pt PEMWEs的长期运行以及充分了解负责HER活性位点产生的电催化诱导过程至关重要。后者高度依赖于MoS2同素异形相,并且仍在争论中。鉴于此,来自德国亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所的Serhiy Cherevko、Daniel Escalera-López等人通过使用用于挥发性物质分析的电化学质谱装置以及专用扫描流动池和下游分析(ICP-MS)同时监测Mo和S的溶解产物来研究这些溶解产物。
文章要点:
1) 该研究证实,观察到的MoS2的稳定性是同素异形体相关的:片状MoS2在开路条件下是高度不稳定的,而团簇状非晶MoS3-x的不稳定性是由HER和欠配位Mo位点生成过程中的严重S损失引起的;
2) 此外,该研究表明,基于稳定性数指标可以提供操作非贵金属PEMWE的指南,并提出了解释Mo和S溶解途径的HER机制。
参考资料:
Escalera-López, D., Iffelsberger, C., Zlatar, M. et al. Allotrope-dependent activity-stability relationships of molybdenum sulfide hydrogen evolution electrocatalysts. Nat. Commun. (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-47524-w
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47524-w
参考资料:
Escalera-López, D., Iffelsberger, C., Zlatar, M. et al. Allotrope-dependent activity-stability relationships of molybdenum sulfide hydrogen evolution electrocatalysts. Nat. Commun. (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-47524-w
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47524-w