宁波材料研究所取得二硫化钼电化学行为研究新成果

近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所与海洋新材料与应用技术重点实验室的研究团队在二硫化钼（MoS2）电化学行为研究方面取得重要进展。研究人员运用第一性原理计算方法，深入探讨了镧系元素（Ln）掺杂对MoS2各类物理化学性质的调控作用，为实际应用设计、性能调控和有效防护提供了重要指导。

二硫化钼在固体润滑、光电子器件和电化学催化等领域具有广泛应用。研究人员发现，Ln杂质对MoS2表面的氧还原反应（ORR）具有极大的促进作用，并观察到ORR活性与Ln杂质原子序数存在一种双周期依赖关系。此外，研究人员还通过热力学统计方法模拟了固/液界面上的水环境效应，并成功发展了一种电流-电势极化曲线的模拟方法。

深入的机理分析揭示，Ln-MoS2表面ORR活性的增强来源于一种特殊的缺陷电子态配对机制，它会选择性地增强两种ORR中间产物吸附，并显著减小ORR能垒。研究人员还为Ln-MoS2体系提出了一种普适的轨道化学机理，对各类电子结构、杂质稳定性、吸附物稳定性和电化学活性中同时出现的双周期规律进行了统一阐述。

这一研究成果已发表于《自然—通讯》(Nat. Commun. 2023, 14, 3256)。该研究得到国家自然科学基金、中国工程物理研究院表面物理与化学重点实验室学科发展基金和国家重点研发项目的资助。