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A falta de catalisadores altamente eficientes e baratos dificulta severamente a aplicação em larga escala da reação de evolução de hidrogênio eletroquímica (HER) para a produção de hidrogênio. O MoS2, como um candidato de baixo custo, sofre de baixa performance catalítica. Aqui, aproveitando sua estrutura de três camadas, relatamos um catalisador de nanoespuma de MoS2 co-confinando selênio na superfície e cobalto na camada interna, exibindo uma atividade de HER de alta densidade de corrente que supera todos os MoS2 dopados com heteroátomos relatados anteriormente. A uma densidade de corrente elevada de 1000 mA cm-2, alcança-se um potencial de sobrecarga muito mais baixo de 382 mV do que os 671 mV do catalisador comercial Pt/C, sendo mantido de forma estável por 360 horas sem degradação. Cálculos de primeiros princípios demonstram que átomos de cobalto confinados na camada interna estimulam átomos de enxofre vizinhos, enquanto átomos de selênio confinados na superfície estabilizam a estrutura, o que cooperativamente permite a geração maciça de sítios ativos tanto no plano quanto na borda, com atividade otimizada de adsorção de hidrogênio. Essa estratégia oferece um caminho viável para o desenvolvimento de catalisadores à base de MoS2 para aplicações industriais de HER.
Zheng et al. (Sex,) estudaram essa questão.