电化学水分解产氢技术因其可持续性和无污染性而引起了人们的极大兴趣。高效的电催化剂是加速析氢反应(HER)缓慢动力学的必要条件。虽然Pt基催化剂能显著降低反应过电位，但其稀缺性和高成本严重制约了它的大规模应用。二维过渡金属二卤化物(TMDCs)以其独特的电性能显示出作为高性能HER催化剂的巨大潜力。
其中，PtSe2作为二维TMDCs族的新成员，由于其层间相变、优异的载流子迁移率和出色的空气稳定性而受到特别关注。虽然二维PtSe2具有催化HER的活性，但由于其基板惰性大、能带宽阔及电子转移差，催化性能仍未达到理想水平。
为解决上述问题，太原理工大学郭俊杰和刘培植等对Pt-Co合金合部分硒化制备了一种新型PtSe2/PtCo多相HER电催化剂。实验结果表明，PtSe2/PtCo催化剂在酸性条件下表现出优异的HER性能，其在10 mA cm-2电流密度下仅需38 mV的地过电位，Tafel斜率为22 mV dec-1。
此外，PtSe2/PtCo催化剂在经过1000次CV循环后的LSV曲线仅发生轻微负移；在10 mA cm-2下连续电解24小时后的活性衰减可忽略不计，稳定性测试后材料的形貌和结构发生轻微变化，显示出优异的反应稳定性。
密度泛函理论(DFT)计算表明，在PtSe2/PtCo异质结界面处PtSe2的Pt位点是HER的最佳活性位点。PtSe2和PtCo之间出现的电子相互作用增加了异质结的电子密度，从而优化了H*吸附/解吸动力学和电荷转移。
同时，PtSe2/PtCo的交错纳米片状结构以及在硒化过程中产生的孔隙暴露了更多的活性中心，增强了HER过程中的传质作用。因此，PtSe2/PtCo优异的电催化活性可归因于异质结结构、错排纳米片的层状组装形态和PtSe2/PtCo纳米片的孔隙率。
总的来说，该项研究表明界面工程是提高电催化水分解性能的有效策略，为构建高效异质结构电催化剂提供了重要指导。
Constructing 2D PtSe2/PtCo heterojunctions by partial selenization for enhanced hydrogen evolution. Advanced Functional Materials, 2024. DOI: 10.1002/adfm.202413916
