采用非贵金属电催化剂的阴离子交换膜(AEM)水电解是实现可持续氢气生产的有前途的策略。然而，它仍然面临许多挑战，包括碱性析氢反应(HER)动力学缓慢、活性不足以及安培级电流密度碱性HER的非贵金属电催化剂寿命有限。

在这里，南京邮电大学Qiang Zhao，Longlu Wang，Shujuan Liu报道了一种在工业级电流密度下有效的碱性HER策略，其中设计了一种柔性WS₂超结构作为AEM水电解的阴极催化剂。

文章要点

1）该超结构具有低杨氏模量纳米片之间无键范德华相互作用以确保出色的机械柔韧性，以及纳米片的阶梯状边缘缺陷结构以实现高催化活性和有利的反应界面微环境。

2）独特的柔性WS₂超结构可以有效承受高密度气液交换的影响并促进质量转移，在工业规模的电流密度下具有出色的长期耐用性。

3）含有该催化剂的AEM电解器的阴极电压为1.70 V，可在1000小时内提供恒定的1 A cm⁻²催化电流密度，衰减率可忽略不计为9.67 μV h⁻¹。

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Xie, L., Wang, L., Liu, X. et al. Flexible tungsten disulfide superstructure engineering for efficient alkaline hydrogen evolution in anion exchange membrane water electrolysers. Nat Commun 15, 5702 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-50117-2

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50117-2