日前，新葡萄官网新材料界面科学与工程教育部和山西省重点实验室张献明教授团队在国际顶级期刊《Nature Communications》（SCI一区 IF=17.69）发表题为“Water induced ultrathin Mo2C nanosheets with high-density grain boundaries for enhanced hydrogen evolution”的研究论文。新葡萄官网师资博士后杨洋为第一作者，北京理工大学玉敏博士为共同第一作者，张献明教授和西安交通大学范修军教授为通讯作者。
氢气被公认为是理想的能源载体。基于低成本过渡金属基催化剂的电催化制氢技术是目前获取高纯氢的理想方案之一。碳化钼(Mo2C)具有与贵金属铂(Pt)催化剂相似的电子结构，是一种极具研究价值的电催化析氢反应(HER)催化剂。然而，Mo2C表面显现出过强的Mo-H结合能，这阻碍了吸附的H脱附生成H2，大幅度降低了电化学HER活性。晶界作为一种平面缺陷，可以直接有效调节表面原子和电子结构，显著改变纳米晶体材料的固有反应活性。然而，探索晶界作为高活性催化热点的直接影响仍极具挑战性。
张献明教授团队选用氧化石墨烯作为碳源和载体，利用多酸与水的主客体相互作用，通过水辅助碳还原的策略原位合成了富含晶界的Mo2C纳米片负载在氮掺杂石墨烯上，获得了高效且稳定的电催化析氢催化剂。结合实验和理论计算揭示了水诱导Mo2C纳米片的结构演变及晶界密度的调控机制,提出Mo dz2轨道能级作为Mo2C系统中HER活性描述符之一。该工作为合理设计过渡金属电催化剂的晶界界面以实现优异的HER活性提供了新思路，并为高性能催化剂的设计建立了dz2轨道能级描述符。
该研究工作得到国家自然科学基金、山西省高等学校中青年拔尖创新人才、山西省“1331工程”及“三晋学者”的资助。
杨洋，女，1991年生于黑龙江省绥棱县，理学博士。2021年7月于山西大学获得博士学位，2021年9月进入老版新葡萄8883国际官网从事博士后研究工作。目前主要研究以分子工程为核心，基于分子与纳米结构调控发展金属电催化剂，实现高效、快速与稳定的能量转换，推动电化学能源系统的广泛应用。获得中国博士后科学基金第72批面上资助(二等)。以第一作者在Nature Communications、Science Advances、ACS Nano权威期刊上发表学术论文3篇，参与授权发明专利4项(中国)。
论文连接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34976-1.
