外场驱动分子极化调控反应物界面及其电催化析氢性能（英文）

作者：赵阳; 黄家钊; 陈建强; 干晓娟; 温群磊; 李黄经纬; 段君元; 陈搏文; 翟天佑; 刘友文^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(09): 3501-3508.

反应物界面对电催化反应至关重要.然而,由于调控和表征手段的不足,对反应物界面的深入研究仍难以实现.本文中,我们借助单片电催化微纳器件,通过调节背栅电压引入分子极化,实现了对电化学双电层中水合氢离子(H3O+)浓度的调控,进而提高了催化剂的电催化析氢性能.以C60/MoS2异质结为例,电学性能测试表明背栅电场促进了电子从C60向MoS2的转移,并导致了C60分子的极化.原位光致发光光谱表征显示,在背栅电场的作用下,极化的C60分子会吸引H3O+,使其聚集在MoS2附近.而电催化测试表明,在1.5 V背栅电压下,由于发生了H3O+的富集,C60/MoS2异质结在-0.45 VRHE电位下的析氢电流密度增加了5倍我们提出的调控和监测反应物界面的方法能够促进对多种电催化反应的研究.

• 单位
  华中科技大学