眾所周知，從化石燃料逐步轉(zhuǎn)向利用可持續(xù)發(fā)展無污染的非化石能源是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，而氫氣是一種理想的清潔能源，可以采用電解水的方式進(jìn)行制取。在電解水時(shí)，電池的陰極和陽極分別會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）。
電解水過程圖片（圖源：materialsviews）
析氫反應(yīng)是指電解水時(shí)電池陰極產(chǎn)生氫氣的過程，而氫氣的生產(chǎn)效率與電催化劑的性能有著密切的關(guān)系。常見的電催化劑有鉑（Pt）基材料、鎳（Ni）基材料和過渡金屬化合物（如氧化鉬和碳化鉬）等。其中，鉑基電催化劑由于其稀缺性和價(jià)格偏高，所以應(yīng)用受到較大限制。
為了制備出更高化學(xué)活性的電催化劑，有研究者提出可以向氧化鉬或碳化鉬中加入鎳元素，制成鎳鉬基電催化劑。
例如，暨南大學(xué)理工學(xué)院研究者通過鎳摻雜來調(diào)節(jié)二氧化鉬（MoO2）的電子密度，以加速在酸中的HER和OER。研究表明，Ni摻雜可以導(dǎo)致鄰區(qū)O位點(diǎn)缺電子，從而誘導(dǎo)鄰區(qū)O位點(diǎn)吸附氫，進(jìn)而增加表面氫覆蓋率。
二氧化鉬圖片
碳化鉬因具有貴金屬般的電子結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性、良好的催化活性和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，而被認(rèn)為是一種有前途的HER電催化劑。研究表明，將鎳引入碳化鉬中可以大大提高電催化劑的活性，主要原因是鎳和碳化鉬的強(qiáng)耦合作用引起的電子轉(zhuǎn)移過程顯著改變了組分的電子結(jié)構(gòu)。
另外，華南理工大學(xué)研究者還制備出了一系列石墨烯納米片（GNS）負(fù)載的鎳鉬納米材料（Ni-Mo2C/GNS），具有可控的相和組成，適合用于酸性和堿性溶液中進(jìn)行HER。
