李玉良院士團隊Advanced Materials：三維柔性“石墨炔/二硫化鉬”新型異質(zhì)結(jié)催化劑

（1） 在富電子石墨炔（eGDY）表面原位生長超薄二硫化鉬（MDS）的三維柔性新型異質(zhì)結(jié)材料（eGDY/MDS）；

（2） 兩種半導體材料eGDY和MDS組合而成的eGDY/MDS呈現(xiàn)出金屬導體特性，得到*自由能（ΔG_H），大大提高其本征HER催化性能——在酸性、堿性電解質(zhì)中下分別僅需128、99 mV的較小過電勢即可達到10 mA cm^-2的析氫電流；

（3） eGDY/MDS在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)出比Pt/C催化劑更高的催化活性，并且其光電流密度得到了極為顯著的提高。

自2010年李玉良院士團隊成功合成石墨炔以來，它即被迅速的應用到能源轉(zhuǎn)換和儲能領(lǐng)域。電催化析氫反應（HER）是一種綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的制氫途徑。為了滿足日益增長的能源需求，緩解環(huán)境壓力，需要研發(fā)廉價、的析氫催化劑，從而推進電催化析氫的工業(yè)化進程。具有高催化活性和穩(wěn)定性的催化劑在從酸性到堿性條件的寬pH范圍內(nèi)，特別是在堿性電解質(zhì)中與析氧反應催化劑結(jié)合以實現(xiàn)全水解，在高質(zhì)量的析氫反應（HER）中起關(guān)鍵作用。Pt是zui活躍的電催化劑，但具有成本高，缺乏缺陷以及在堿性介質(zhì)中未得到充分穩(wěn)定的缺點。受氫化酶結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，二維過渡金屬二硫族化合物（TMDCs）已被開發(fā)為有希望的HER電催化劑。但是，催化劑僅在酸性條件下表現(xiàn)出更好的催化性能。通過與石墨炔，碳納米管，碳布和碳纖維等多種導電載體結(jié)合，已經(jīng)作出了眾多努力來提高其催化活性，但性能上仍存在不足和缺陷。必須建立新想法以大大提高電催化劑的性能。活性物質(zhì)與輔助信息之間的電耦合已被認為會增加暴露活性位點的數(shù)量，提高電導率，提高催化性能。通過改進電子轉(zhuǎn)移動力學來促進HER動力學。尋找具有高π-電荷的全碳材料至關(guān)重要，共軛和富電子結(jié)構(gòu)，增強與TMDCs的相互作用。