新型自支撑多孔MoS2/WC陶瓷电极实现高效析氢反应：贯通孔结构助力工业级产氢应用

本研究发现通过相转化流延成型与水热法结合制备的贯通孔结构MoS2/WC陶瓷电极，在酸性条件下展现卓越的析氢反应（HER）性能：500 mA·cm?2电流密度下过电位仅215 mV，且具备600小时长效稳定性。该电极的贯通孔结构强化传质与气泡释放，MoS2纳米片提供丰富活性位点，为工业电解水制氢电极设计提供新范式。

　　

Structural features

制备的WC及MoS₂/WC陶瓷电极微观结构如图2所示。图2a展示了WC陶瓷电极的典型截面形貌，呈现出高度不对称的多孔结构。在相转化成孔过程中，聚合物浆料由NMP（溶剂）、PESf（粘结剂）、PVP（分散剂）和陶瓷粉末组成。当与水（非溶剂）接触时，NMP扩散而出而水扩散进入，引发溶剂-非溶剂交换，导致聚合物相分离并形成多孔结构。浆料上层与水接触后迅速固化，形成指状孔，而下层则形成海绵状孔隙。这种特殊结构为电解质扩散和气泡传输提供了理想通道。

WC陶瓷表面通过水热法生长出均匀的MoS₂纳米片（图2b-c），其边缘暴露大量活性位点，显著提升催化活性。X射线衍射（XRD）谱图（图2d）证实MoS₂的成功合成，且WC基底保持晶体结构完整性。拉曼光谱（图2e）在380 cm^?1和405 cm^?1处显示出MoS₂的特征峰，分别对应面内振动（E¹_2g）和面外振动（A_1g）模式。

Conclusions

综上所述，通过相转化流延成型与水热法成功制备了MoS₂/WC陶瓷电极。该电极具有新颖的贯通孔结构，可促进HER过程中电解质和气泡的传质。MoS₂纳米片边缘暴露高密度活性位点，与高导电性WC基底结合增强了电荷转移动力学。MoS₂/WC电极在500 mA·cm^?2电流密度下过电位仅为215 mV，且具有600小时的长效稳定性，展现出工业级电解水制氢应用潜力。