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氫能是未來能源體系的重要組成部分。電解水制氫是減少對化石燃料的依賴、降低碳排放的關鍵技術之一。MoS2作為一種有前景的非貴金屬催化劑，具有獨特的電子結構和化學性質，在催化制氫領域得到了廣泛應用。

本期小豐整理了3篇有關MoS2制氫的最新研究進展，一起看下吧~

Small

1T-MoS2負載高密度Pd單原子催化劑實現全pH高效析氫

1T-MoS2因其高導電性和催化活性而受到關注，但獲取高純度1T-MoS2仍具有挑戰。

2024年6月1日，期刊Small報道了研究人員開發了SO42-原位錨定制備1T相MoS2的方法。該項工作系統研究了高載量貴金屬Pd在1T-MoS2上的原子級分散結構，并探索了其在全pH下的電催化析氫效果。

研究人員通過濕化學浸漬和熱解法使SO42?錨定嵌入MoS2形成1T-MoS2，隨后采用簡單熱處理方式引入Pd原子，制備得到Pd1/1T-MoS2/C催化劑。結果表明，薄層1T-MoS2均勻分散在KBC片層上，Pd以單原子形式嵌入MoS2且保持了金屬相且Pd含量可達7.2wt%。

在析氫反應（HER）中，Pd1/1T-MoS2/C催化劑展現出優異的催化性能，在堿性電解質中，過電位低至53mV（電流密度為10mA cm-2），接近商用Pt/C，優于大多數已報道的HER催化劑。Tafel斜率僅為37mV dec-1，并且具有最小的電荷轉移電阻。同樣地，該催化劑在酸性和中性電解質下HER活性依然優異。

貴金屬實驗與理論計算結果證明了Pd原子與MoS2之間有Pd-S鍵生成且存在電荷轉移，Pd的引入有效調控了MoS2中相鄰兩殼層S位點的電子結構，使S活性位點的氫吸附能接近于零并且保持了1T相的結構穩定，從而加速了HER動力學。

該研究成果對發展低成本和穩定催化劑的設計和開發具有推動作用，有助于減少溫室氣體排放，推動能源結構的轉型。

文獻名稱：Stabilizing and Activating Active Sites: 1T‐MoS2 Supported Pd Single Atoms for Efficient Hydrogen Evolution Reaction

DOI:10.1002/smll.202401537

Chemical Engineering Journal

Pt原子團簇/MoS2納米片/Co摻雜中空碳納米纖維高電流密度制氫

2024年7月6日，Chemical Engineering Journal報道了研究人員制備出一種基于Pt原子團簇(AC)/MoS2納米片/鈷摻雜中空碳納米纖維 (Pt-MoS2-Co@CHNF)的高效混合電催化劑，可用于大規模制氫。

該催化劑中Pt ACs的含量為0.46wt％，比商業Pt/C（20wt％）低43倍。得益于Co摻雜的中空和層狀結構，所制備的Pt-MoS2-Co@CHNF催化劑具有大的比表面積（44.5m2/g），有利于形成更多的活性位點并增加電解質與催化劑之間的吸附和接觸時間，從而加速整體堿性HER。

實驗結果表明，在1MKOH電解質中，Pt-MoS2-Co@CHNF 催化劑在電流密度為10mA cm?2時，過電位低至91mV ，在300mA cm?2時過電位低至297mV，Tafel斜率為78mV dec-1。

此外，該電催化劑還具有出色的耐久性，在200mA cm?2的大電流密度下連續運行14小時后，衰減可以忽略不計。Pt-MoS2-Co@CHNF 用于HER時具有出色的活性和穩定性，優于之前報道的最先進的Co基和MoS2基催化劑。

值得注意的是，Pt-MoS2-Co@CHNF作為自支撐無粘合劑電極時，在301mV的低過電位下實現了500mA cm?2的超高電流密度，并且該電極在1M KOH海水電解質中以500mA cm?2可穩定24小時，這代表了其在大規模海水制氫的巨大潛力。

文章名稱：Pt atomic clusters/MoS2 nanosheets/Co-doped hollow carbon nanofibers for high-current–density alkaline hydrogen production

DOI:10.1016/j.cej.2024.153665

Advanced Functional Materials

基于MoS2/Ti3C2催化劑的摩擦納米發電機制氫系統

由摩擦納米發電機（TENG）驅動的電解水被認為是一種有前途的綠色制氫方法。

2024年7月18日，Advanced Functional Materials報道研究人員一種高效的自供電制氫系統，以MoS2/Ti3C2/NF做制氫電極，通過集成多層旋轉摩擦納米發電機 (MR-TENG)、電源管理電路(PMM)和電解池, 實現了氫氣的生產。

該團隊采用混合酸刻蝕法和水熱法制備得到MoS2/Ti3C2復合材料，并將其作為電解水制氫的電極。在電流密度為10mA cm?2時，MoS2/Ti3C2的過電位為124mV，Tafel斜率為24.63mV dec-1。以50mV?1的速率掃描，MoS2/Ti3C2MXene電極在連續10000次CV掃描后沒有明顯的衰減，證明其具有良好的穩定性。

與純MoS2、Ti3C2相比，MoS2/Ti3C2具有更高的電化學活性面積，這說明其催化活性位點的暴露程度更大，反應物能被有效地吸附和移動，從而提高了催化劑的性能。

此外，研究人員評價了MoS2/Ti3C2電催化劑的MR-TENG系統在制氫方面的潛在應用。組裝的自供電系統由MR-TENG、PMM、恒壓輸出模塊和電解槽組成。

結果表明，當MR-TENG在90rpm運行時，該系統的產氫速率達到7.1μL/min，證明了其可作為一種可行的自動力水電解制氫系統。

該項研究中基于MR-TENG的水電解系統將為將海洋藍能轉化為可再生的綠色氫能提供一個可行的途徑。

文獻名稱：Triboelectric Nanogenerators Powered Hydrogen Production System Using MoS2/Ti3C2 as Catalysts

DOI:10.1002/adfm.202406188

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