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在高電流密度下，缺乏高效、耐用且低成本的電催化劑用于析氫反應（HER），對規模化實施可再生能源制氫提出了重大挑戰。基于此，復旦大學張樹宇副研究員和區瓊榮教授等人報道了通過等離子體處理合成了無定形硫化鉬鎢/氮摻雜還原氧化石墨烯納米復合材料（a-MoWS_x/N-RGO），用作高性能HER催化劑。

通過調整等離子體處理時間和化學成分，獲得了最佳的a-MoWS_x/N-RGO催化劑，其在1000 mA cm^-2的電流密度下表現出348 mV的低過電位，在此電流密度下工作24 h后催化性能幾乎沒有衰減，其性能優于商業鉑/碳（Pt/C）和先前報道的雜原子摻雜MoS₂基催化劑。

基于密度泛函理論（DFT）計算，發現在合理的W摻雜水平下，催化活性位點（2S^2-）在高電流密度下表現出優異的催化性能，因為額外的電子優先填充在2S^2-處。鎢的引入往往會降低電子結構能量，導致接近于零的正值。

然而，過多的鎢引入會導致結構損壞和在高電流密度下更差的HER性能。該工作為使用地球含量的元素在工業級電流下合理設計用于HER的高性能催化劑提供了一條途徑。

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

https://doi.org/10.1002/advs.202202445.

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復旦Adv. Sci.：a-MoWSx/N-RGO在大電流下實現高效HER

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