近期，延安大學和德國圖賓根大學的研究者共同研究了過渡金屬二硒化鉬（MoSe2）在堿性析氫反應（hydrogen evolution reaction，HER）中的應用，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緩慢。
MoSe2在堿性析氫反應中的應用圖片（圖源：Advanced Energy Materials）
析氫反應是指通過電化學的方法使用催化劑生產(chǎn)氫氣的過程，是電解水制氫過程中的一個重要半反應。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晶體結構圖片（圖源：網(wǎng)絡）
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，因為(MoO4)2-和(SeO3)2-能進一步轉換成為(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電極材料的表面結構，因為鉬和硒會一直溶解。
關于二硒化鉬在堿性析氫反應中的應用成果已以“Boosting Alkaline Hydrogen Evolution Reaction via an Unexpected Dynamic Evolution of Molybdenum and Selenium on MoSe2 Electrode”為題發(fā)表在Advanced Energy Materials上。
