近期，延安大學(xué)和德國圖賓根大學(xué)的研究者共同研究了過渡金屬二硒化鉬（MoSe2）在鹼性析氫反應(yīng)（hydrogen evolution reaction，HER）中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)MoSe2中鉬和硒的氧化溶解-吸附動態(tài)平衡過程能顯著增強(qiáng)HER的活性，且能保持長時間的穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)有效解決了傳統(tǒng)HER的不足，即電勢能壘過高和動力學(xué)緩慢。
MoSe2在鹼性析氫反應(yīng)中的應(yīng)用圖片（圖源：Advanced Energy Materials）
析氫反應(yīng)是指通過電化學(xué)的方法使用催化劑生産氫氣的過程，是電解水制氫過程中的一個重要半反應(yīng)。析氫電催化劑除了可以使用價格昂貴的貴金屬鉑、鎳基材料、稀土合金材料和非晶態(tài)合金材料之外，還可以使用過渡元素化合物材料如鉬基化合物等。
常見的鉬基電催化劑有二硒化鉬、氧化鉬、二硫化鉬、碳化鉬納米顆粒等，它們具有適中的氫吸附能和良好的導(dǎo)電性，以及比貴金屬價格更低的優(yōu)點，所以深受電解水制氫研究者的高度青睞。
MoSe2晶體結(jié)構(gòu)圖片（圖源：網(wǎng)絡(luò)）
研究表明，在HER過程中MoSe2電極材料表面的鉬和硒會發(fā)生氧化溶解，并形成的(MoO4)2-和(SeO3)2-，若不更換電解液，(MoO4)2-和(SeO3)2-的溶度能在長時間內(nèi)保持相對穩(wěn)定，因爲(wèi)(MoO4)2-和(SeO3)2-能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成爲(wèi)(Mo2O7)2-和(SeO4)2-并被吸附到MoSe2電極表面抑制了電極表面鉬和硒的進(jìn)一步氧化溶解，這將有利于HER長時間保持較高的活性。但是，若頻繁更換電解液，將會破壞MoSe2電極材料的表面結(jié)構(gòu)，因爲(wèi)鉬和硒會一直溶解。
關(guān)于二硒化鉬在鹼性析氫反應(yīng)中的應(yīng)用成果已以“Boosting Alkaline Hydrogen Evolution Reaction via an Unexpected Dynamic Evolution of Molybdenum and Selenium on MoSe2 Electrode”爲(wèi)題發(fā)表在Advanced Energy Materials上。
