界面原子工程构建WS2@WSe2核壳异质结构用于高效全解水及阴离子交换膜电解槽

本文创新性地通过范德华外延生长构建了具有丰富活性界面的WS2@WSe2核壳异质结构，其界面电子重分布特性显著优化了氢/氧中间体吸附强度，在碱性条件下实现HER（52 mV@10 mA cm?2）和OER（253 mV@10 mA cm?2）双功能催化，AEMWE电解槽在2.23 V电压下获得1000 mA cm?2电流密度并稳定运行70小时，为设计高效非贵金属电解水催化剂提供了新范式。

　　

亮点
通过原位范德华外延生长策略成功构建WS₂@WSe₂核壳异质结构，其独特的界面原子排列产生电子再分配效应，显著提升催化活性位点暴露度。

材料表征
扫描电镜(SEM)显示WS₂@WSe₂呈现规整的核壳纳米花形貌（图2a），X射线衍射(XRD)证实异质结构成功形成。透射电镜(TEM)清晰观察到0.65 nm层间距的WS₂外壳包裹WSe₂核心的界面特征（图2d），X射线光电子能谱(XPS)显示W 4f_7/2结合能正移0.3 eV，证实界面电荷转移。

结论
理论计算揭示WSe₂→WS₂的电子迁移使d带中心下移，优化了H和OH中间体吸附能。该催化剂在碱性电解槽中仅需1.91 V电压即可驱动100 mA cm^?2电流密度，AEMWE测试中更实现1000 mA cm^?2@2.23 V的工业级电流输出并稳定运行70小时，突破现有非贵金属催化剂性能瓶颈。