电子重构与多级质量传递的协同作用显著提升了在Zn–MoC催化剂上实现宽pH范围、高效率氢气生成的性能

《New Journal of Chemistry》：Electronic reconfiguration and multistage mass transfer synergistically boost wide-pH, high-efficiency hydrogen evolution on Zn–MoC

双金属Zn-MoC催化剂通过梯度多孔结构和石墨碳层协同调控电子态与电荷传输，实现宽pH（酸/碱性电解质）下100 mA cm-2的高效稳定HER活性，过电位低至279-315 mV，寿命超140 h。

　　

由于活性位点不足和电荷传输缓慢，氢演化反应在较宽的pH范围内的适应性受到显著限制。在这项研究中，通过高温煅烧制备了一种掺锌的多孔碳化钼催化剂（Zn–MoC），该催化剂具有石墨碳层和分级多孔结构。实验和理论计算表明，掺锌可以有效调节MoC的电子结构，协同优化水分子的吸附/解离动力学，并减弱Mo–H键的强度，从而提高其内在活性。多孔骨架和导电性的石墨碳层暴露出大量的活性位点，显著加快了电荷转移过程。该催化剂在酸性和碱性电解质中均能达到100 mA cm^?2的电流密度，所需过电位分别为279 mV和315 mV，这些性能优于大多数基于过渡金属的催化剂。该催化剂可以稳定运行超过140小时。本研究为设计具有宽pH适应性和低成本氢演化反应（HER）催化剂提供了一种新的电子结构调控策略。