電催化析氫反應(HER)因其制氫純度高和綠色能源驅動潛力而備受關注。二硫化鉬(MoS₂)因其低成本、豐富和優越的結構而常被用于電催化析氫反應。科研人員提出摻雜Co可以增加MoS₂的活性位點從而提高MoS₂的HER性能，但到目前為止，還沒有關于Co摻雜對提高MoS₂電導率的影響機制的報道。

基于此，廣東省科學院測試分析所汪福憲團隊為了研究Co在提高MoS₂ HER性能中的作用機制，通過硬模板限域策略構建了2D CoMo₂S₄納米片。

作者首先通過氮淬火工藝將含有Co前驅體、Mo前驅體和可溶性鹽的混合溶液快速冰凍為冰鹽晶體，Co前驅體和Mo前驅體被均勻固定在晶面縫隙中而不生成單核金屬化合物。然后利用冷凍干燥技術除去水分，防止在CoMo₂S₄生成過程中形成金屬氧化物。最后通過高溫硫化形成Co-S-Mo鍵得到CoMo₂S₄。另外，CoMo₂S₄會在限域效應的影響下在可溶性鹽晶面與晶面之間橫向有序生長為2D納米片。

機理研究表明CoMo₂S₄的主要活性位點是Mo而不是Co，但是Co在提高催化劑的電導率從而提高HER性能方面起著關鍵作用。另外，Co的引入促使催化劑中的電子離域，增強電子傳輸能力，使催化劑具有更好的導電性。在1 M KOH溶液中，CoMo₂S₄電催化劑在電流密度為10 mA cm^-2和100 mA cm^-2時的過電位分別為55mV和150 mV，性能優于Pt/C(20%)和已報道的Mo-S、Co-S和 Co-Mo-S基材料。

CoMo₂S₄ with superior conductivity for electrocatalytic hydrogen evolution: Elucidating the key role of Co. Advanced Functional Materials, 2021.?DOI: 10.1002/adfm.202103732.

https://doi.org/10.1002/adfm.202103732