武大Nat. Commun.：耐用且全pH值的自支撑MoC-Mo2C异质结电极助力高效HER

高效的水电解槽受到缺乏低成本和地球上丰富的析氢反应（HER）催化剂的限制，而这些催化剂可以在工业条件下运行，并通过简单的工艺制备。基于此，武汉大学汪的华教授、郭宇铮教授和尹华意（共同通讯作者）等人报道了以CO₂作为原料，通过一步电碳化方法制备了一种自支撑MoC-Mo₂C催化电极。

在本文中，作者在熔融碳酸盐中的钼（Mo）片上制备了自支撑MoC-Mo₂C异质结催化层，其中CO₂电化学还原为C，同时与Mo基底反应形成多孔MoC-Mo₂C异质结催化层。

不同于使用惰性基底的传统方法不，熔融碳酸盐电解采用参与碳化物层形成的活性基底（例如Mo），从而确保Mo基底和电解MoC-Mo₂C异质结层之间的牢固连接。

因此，一步制备的电解MoC-Mo₂C异质结层足够坚固，能够在500 mA cm^-2的高电流密度下，在酸性（256 mA，62 mV dec^-1）和碱性（292 mA，59 mV dec^-1）溶液中，以及在约70 ℃的工业操作温度下，存活超过2400 h的长期寿命。

通过密度泛函理论（DFT）计算发现，由于其具有自立亲水性多孔表面，固有机械强度和自生长MoC（001）-Mo₂C（101）异质结，在酸性条件下ΔGH*值为-0.13 eV，在碱性溶液中水离解的势垒为1.15 eV。通过大型电极（3 cm×11.5 cm）的制备证明了可以扩大该工艺，以制备具有合理设计结构、可调成分和良好性能的各种碳化物电极。

此外，DFT的电子结构计算揭示了MoC-Mo₂C异质结增强HER性能的潜在机制。熔融碳酸盐电解被证明是调整表面亲水性（接触角约为32^o）、催化层组成以及表面微观形貌的有效表面工程方法。总之，实验和理论研究都证实了电解MoC-Mo₂C异质结是在模拟工业操作条件下生产氢气的一种有希望的低成本催化剂。

A durable and pH-universal self-standing MoC-Mo₂C heterojunction electrode for efficient hydrogen evolution reaction. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1002/advs.202103567.

https://doi.org/10.1002/advs.202103567.

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武大Nat. Commun.：耐用且全pH值的自支撑MoC-Mo2C异质结电极助力高效HER

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