长春理工大学方铉课题组：拓扑异质结激活高效电解水制氢

本文针对电解水制氢中贵金属催化剂成本高、储量低的问题,以及MoS₂等过渡金属硫族化合物导电性不足、Sb₂Te₃等拓扑绝缘体催化活性位点有限的矛盾,提出将两者结合构建双功能电催化剂。研究通过在镍钼泡沫(NMF)上构建MoS₂/Sb₂Te₃@NMF拓扑异质结,实现了碱性条件下高效的析氢(HER)和析氧(OER)协同催化。实验表明,该催化剂在10 mA·cm⁻²下HER和OER过电位分别仅为14 mV和16 mV,并展现出优异的稳定性。机理研究表明,异质界面诱导的电荷重分布和内建电场显著促进了电荷传输,优化了反应中间体吸附行为。结论认为,该工作为拓扑绝缘体在电催化中的应用提供了有力证据,也为高性能双功能催化剂设计开辟了新路径。