AFM：高电导率CoMo2S4用于电催化析氢及其作用机制

电催化析氢反应(HER)因其制氢纯度高和绿色能源驱动潜力而备受关注。二硫化钼(MoS₂)因其低成本、丰富和优越的结构而常被用于电催化析氢反应。科研人员提出掺杂Co可以增加MoS₂的活性位点从而提高MoS₂的HER性能，但到目前为止，还没有关于Co掺杂对提高MoS₂电导率的影响机制的报道。

基于此，广东省科学院测试分析所汪福宪团队为了研究Co在提高MoS₂ HER性能中的作用机制，通过硬模板限域策略构建了2D CoMo₂S₄纳米片。

作者首先通过氮淬火工艺将含有Co前驱体、Mo前驱体和可溶性盐的混合溶液快速冰冻为冰盐晶体，Co前驱体和Mo前驱体被均匀固定在晶面缝隙中而不生成单核金属化合物。然后利用冷冻干燥技术除去水分，防止在CoMo₂S₄生成过程中形成金属氧化物。最后通过高温硫化形成Co-S-Mo键得到CoMo₂S₄。另外，CoMo₂S₄会在限域效应的影响下在可溶性盐晶面与晶面之间横向有序生长为2D纳米片。

机理研究表明CoMo₂S₄的主要活性位点是Mo而不是Co，但是Co在提高催化剂的电导率从而提高HER性能方面起着关键作用。另外，Co的引入促使催化剂中的电子离域，增强电子传输能力，使催化剂具有更好的导电性。在1 M KOH溶液中，CoMo₂S₄电催化剂在电流密度为10 mA cm^-2和100 mA cm^-2时的过电位分别为55mV和150 mV，性能优于Pt/C(20%)和已报道的Mo-S、Co-S和 Co-Mo-S基材料。

CoMo₂S₄ with superior conductivity for electrocatalytic hydrogen evolution: Elucidating the key role of Co. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103732.

https://doi.org/10.1002/adfm.202103732