复旦Adv. Sci.: W掺杂诱导优先电子填充，提高非晶硫化钼大电流下HER活性

电催化水分解制氢是解决能源危机和环境污染问题的有效方法。然而，目前仍缺乏在高电流密度下进行析氢反应(HER)的高效、耐用且具有成本效益的电催化剂，这限制了大规模电化学水分解制氢的实施。

基于此，复旦大学张树宇和区琼荣等使用氩和氨(Ar+NH₃)等离子体处理策略，合成了可在大电流密度下高效析氢的非晶态钼钨硫化物/氮掺杂还原氧化石墨烯(a-MoWS_x/N-RGO)纳米复合材料。

研究人员通过调整等离子体处理时间和化学成分，获得了最佳的a-MoWS_x/N-RGO@1:1–10 min催化剂。在酸性条件下(0.5 M H₂SO₄)，其在1000 mA cm^-2的电流密度下表现出348 mV的低过电位并且在此电流密度下连续工作24小时后性能几乎没有衰减，优于商业Pt/C和先前报道的杂原子掺杂MoS₂基催化剂。

基于密度泛函理论(DFT)计算，研究人员发现在合理的钨掺杂水平下，额外的电子优先填充在2S^2-；钨的引入往往会降低电子结构能量，导致接近于零的正∆G_H*。因此，催化活性位点(2S^2-)在高电流密度下表现出优异的催化性能。

然而，过多的钨引入会导致结构损坏和在高电流密度下更差的HER性能。总的来说，这项工作为合理设计和制造用于在工业级电流下进行HER的高性能催化剂提供了策略。

Boosting Hydrogen Evolution Reaction Activity of Amorphous Molybdenum Sulfide Under High Currents Via Preferential Electron Filling Induced by Tungsten Doping. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202202445