跟着天然化石燃料的严峻耗费和随之而来的环境污染问题，许多人将目光投向了地球上丰厚而清洁的动力资源，如太阳能、风能、地热能等。可是，这些清洁动力的可扩展使用需求靠间歇或涣散的电力贮存的技能。而氢气是一种可再生、热值高、清洁环保的化学燃料，是一种很有发展前途的动力载体，可以将地球上储量丰厚的清洁动力高功率地转化为氢的化学能而贮存起来。使用光伏、风电等可再生动力电力进行电解水制氢是一种抱负的制氢技能，可长时刻完成将可再生动力电力转化成氢能且不受时刻、空间的约束。碱性电解槽制氢技能发展老练，价格低廉，在我国使用广泛。可是，非贵金属析氢、析氧催化剂的催化活性差，导致电解水进程的能量转化功率较低，制氢本钱高。因而，开发出具有优异活性和杰出安稳性的碱性电催化剂极其重要，对大幅度进步水裂解的能量转化功率具有重要意义。
贵金属铂是体现最为优异的析氢催化剂，可是铂基资料稀疏、贵重，难以规模化使用。为此，研讨者努力寻觅价格低廉、储量丰厚、高性能的非贵金属析氢催化剂来处理这样的一个问题。二硫化钼（MoS2）作为一个典型代表，在试验和理论上都被证实是铂基资料的潜在替代者，其真实的析氢活性位点在Mo边际。可是，比较于酸性环境，碱性环境中的氢离子浓度过低，需求经过额定的Volmer决速步来供给活性氢，导致二硫化钼资料在碱性环境体现出天壤之别的催化析氢行为：简直慵懒，且极不安稳，本源在于二硫化钼将水解离成氢的能垒高，与-OH结合能力强。人们一般经过元素掺杂（Co、Ni、Fe或C）或与金属氢氧化物复合来处理这个难题。这些途径给咱们供给了一个新的研讨思路：在催化剂与基底之间引进化学成键相互作用，构筑纳米异质结催化剂可以供给多功能的反响位点，经过不同组分间的分工协作有或许处理碱性水解离以及与-OH结合反响位点的问题。
湖南师范大学物理与电子科学学院周海青教授与唐东升教授等人凭借原位生长法构筑纳米异质结Se-MoS2/CoSe2，经过外表催化剂与基底之间的化学成键相互作用下降界面触摸电阻，促进界面电荷转移；凭借CoSe2基底的类金属特性改进异质结的导电性。这种组成途径还能完成对二硫化钼资料的硒掺杂，进一步改进这类资料的边际活性位，然后最大极限地露出这类资料的边际结构，添加边际活性位点数目，以保证该资料具有优异的催化活性。测验标明，此纳米异质结催化剂在碱性环境中只需求30和93 mV过电位就可以传递10和100 mA/cm2的电流密度，明显优于大多数根据二硫化钼资料的电催化剂。此外，该催化剂在酸性或中性环境的析氢过电位别离只要84和95 mV，展现出优异的酸碱普适析氢特性。因而，研讨者信任，经过将特定的化学组分集结在一起原位构建根据MoS2的新颖异质结催化剂可以有效地处理二硫化钼资料碱性析氢活性差的难题，并终究规划出低本钱、高效的非贵金属碱性析氢电催化剂。此项研讨为优化层状过渡金属硫族化合物在碱性环境的析氢活性供给新的途径，为开发低本钱、高性能的碱性非贵金属析氢催化剂打开了一扇窗户。相关论文在线宣布在Small(DOI: 10.1002/smll.201906629)上。
