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Aggregate (《聚集体》)致力于发表聚集体科学领域的基础和应用研究的重要进展和创新性成果，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。
Aggregate (《聚集体》)鼓励人们打破学科藩篱，实现研究范式的转移，在更高的结构层次上探索更复杂的系统和过程。
文章信息
Keywords：
3D/2D heterostructures
aggregation
covalent bond
edge sites
hydrogen production
MoSe2/rGO
原文链接：
https://doi.org/10.1002/agt2.430
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文章简介
随着能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，开发绿色可持续能源成为当今社会的重要课题。氢能源作为一种高效、环保的能源，具有丰富的应用前景受到了科学家们的广泛关注。而水分解是一种洁净、环保的氢气生产方法，但其效率受到电催化剂性能所制约。近日，韩国能源技术研究所Uk Sim副教授研究员团队和韩国蔚山大学Yuvaraj Subramanian研究员合作报道了一种新型的三维二硒化钼(MoSe2)/还原氧化石墨烯(rGO)电催化剂，其在水分解过程中展现出了优越的性能。
研究团队在原位合成具有活性边缘的MoSe2/rGO异质结构，二维MoSe2纳米片聚集覆盖在rGO上形成三维花状结构 (图1)，这种排列增强了MoSe2纳米片内的电催化活性边缘。MoSe2纳米片与rGO通过共价键合，降低了界面电荷转移的能垒，其异质界面结构激活了活性边缘位点，促进了析氧反应（OER）和析氢反应（HER）的反应动力学。归因于活性边缘位点的增加和电子结构的修饰 (图2)，MoSe2/rGO电催化剂表现出增强的OER活性，10 mA cm-2时的过电位只有265 mV。在碱性介质中，MoSe2/rGO电催化剂的HER活性也得到了改善，10 mA cm-2时的超电位只有136 mV (图3)。在水分解过程中，与原始MoSe2相比，MoSe2/rGO异质结构需要的电池电压更低，100 mA cm-2时只有1.64 V (图4)。另外，MoSe2/rGO电催化剂在超过70小时的持续耐久性测试中保持不变的过电位。
这项研究将为能源行业的可持续发展和氢能技术的应用带来重要的推动，通过合成具有聚集诱导活性边缘的3D MoSe2/rGO异质结构，可以进一步改进水分解电催化剂的性能，从而实现更高效的水分解系统。
图1. (A) 原始 MoSe2、(B,C) MoSe2/rGO 异质结构的场发射扫描式电子显微镜影像
图2. 原始 MoSe2、Pt/C、MoSe2/rGO 异质结构和CC 的 OER LSV 曲线，扫描速率为 5 mV s−1。(B) 从 LSV 得到的超电位。(C) 相应的 OER Tafel 图
图3. 原始 MoSe2、Pt/C、MoSe2/rGO 异质结构和CC 的 HER LSV 曲线，扫描速率为 5 mV s−1。(B) 从 LSV 得到的超电位。(C) 相应的 HER Tafel 图
图4. (A) 使用 MoSe2/rGO 异质结构作为双功能电催化剂的示意图。(B) MoSe2/rGO 电催化剂和原始 MoSe2的水分解系统的 LSV 曲线
该研究论文以“Aggregation induced edge sites actuation of 3D MoSe2/rGO electrocatalyst for high-performing water splitting system”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为韩国能源技术研究所的Gnanaprakasam Janani，通讯作者为韩国能源技术研究所的Uk Sim副教授和韩国蔚山大学Yuvaraj Subramanian研究员。
(Aggregate 2023. e430.
https://doi.org/10.1002/agt2.430)
通讯作者
Uk Sim, 韩国能源技术研究所副教授。2016年博士毕业于首尔大学。从2017到2022年，担任全南大学的助理教授。2022年，到韩国能源技术研究所担任副教授。同自2020年时是NEEL Science INC 的创办人。主要研究有电化学能量转换、电化学储能、光电催化的人工光合作用及质子传导固态电解质的开发。共发表学术论文120余篇，获得了1项专利。H index 27，被引用2148次。
课题组主页：
https://www.uksim.org/
Yuvaraj Subramanian，韩国蔚山大学研究员。主要研究领域为储能材料。H-index 20，被引用1046次。
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