室温合成非晶三硫化钼析氢催化剂的性能调制及其在串联制氢器件中的应用

高催化活性、低成本、良好工艺兼容性以及高稳定性的析氢催化剂是实现一体化光电化学水解制氢器件的关键,然而传统的贵金属催化剂由于储量稀缺、成本高昂而严重限制了光电化学水解制氢器件的产业化进程.本文在室温下通过湿法化学合成法制备了高催化活性、成本低廉以及工艺兼容性好的非金属非晶三硫化钼析氢催化剂,并研究了不同催化剂滴涂量对其催化活性以及串联制氢器件制氢性能的影响.结果表明,存在最优化非晶三硫化钼催化剂滴涂量以获得最佳催化活性(10 m A/cm^2电流密度对应电势达260 mV vs.RHE(可逆氢电极),塔菲尔斜率达68 mV/dec),其粗糙表面以及多孔结构可获得更大的电化学接触面积以促进析氢反应.进一步将其作为光阴极应用于串联制氢器件,可有效降低过电势损失和提高光生电流密度输出,与光阳极结合有望提高制氢效率.