HER是一种pH依赖性反应，强酸性条件下有利于反应的进行，但在碱性或中性电解质中，需要更高的水解离能来在催化剂上产生质子或吸附氢(H*)，导致HER中的过电位过大和动力学缓慢。因此，设计用于宽pH范围下析氢反应(HER)的具有成本效益的电催化剂对于电化学水分解制氢至关重要。近日，华中科技大学霍开富和武汉科技大学张旭明等在中空碳纳米带上制备Mo5N6-MoS2 Mott-Schottky异质结纳米片(Mo5N6-MoS2/HCNRs)，用于高效pH通用HER。
面内Mo5N6-MoS2 Mott-Schottky异质界面导致电子重新分布和构建内建电场，有效激活惰性MoS2基面，增加电催化活性、提高电子电导率以及提高水的离解活性。此外，垂直的Mo5N6-MoS2纳米片为电化学反应提供了更多的活化位点并促进了物质/电解质的传输，而和Mo5N6紧密耦合的HCNRs基底提供了快速的电子传输路径。
因此，Mo5N6-MoS2/HCNRs电催化剂具有优异的pH通用HER性能。在酸性、中性和碱性电解质中，Mo5N6-MoS2/HCNRs在10 mA cm-2的电流密度下分别具有57 mV、59 mV和53 mV的超低过电位，Tafel斜率分别为38.4 mV dec-1、43.5 mV dec-1和37.9 mV dec-1，优于已报道的基于MoS2的催化剂。这项工作提出了一种在纳米尺度上构建面内异质界面的新策略，并提出了一种新的基于MoS2的异质结构的HER电催化机制。In-Plane Mott-Schottky Effects Enabling Efficient Hydrogen Evolution from Mo5N6-MoS2 Heterojunction Nanosheets in Universal-pH Electrolytes. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202201137
