這種新材料可以提供更好地捕獲太陽能

儘管太陽能是一種清潔能源，但一些問題妨礙了其廣泛地使用。其中最重要的是它的間歇性，大部分地區並不是24小時保持晴朗， 陽光明媚的時期也往往不是與電力的需求高峰期相關聯。如果太陽能產生的電力不能立即使用或儲存，就會浪費。因此，需要一種實用的方式來儲存太陽能，以便在需要時提供，這種方式被稱為電析氫。

電解是生產氫氣最乾淨的方法，但由於它需要大量的電力和昂貴的催化劑（如鉑），所以價格昂貴。由於這個原因，世界上發達國家生產的大部分氫氣都是由天然氣經過一種稱為蒸汽重整的過程製成的，儘管它更便宜，但也會產生溫室氣體二氧化碳，而且，我國並不是天然氣論儲量大國。此外，鉑金屬不僅貴，而且會生成毒副產物。也因此，尋找析氫過電勢較小、廉價、地球蘊含量高且能大批量合成的析氫材料是科學家著重開發的目標。

近來，有科學家正在研究一種可以產生和儲存更多來自太陽的能量的新材料低成本電化學催化劑，它可以降低使用太陽能或其他清潔能源的電力生產氫氣的成本，使電析氫這種清潔能源可以普及。這種催化劑是以二維材料單層納米二硫化鎢為基礎。

自2004 年石墨烯被發現以來，材料科學發生了翻覆地的變化，石墨烯的優勢是具有高導電性，但是，石墨烯是一種零帶隙材料，在電解氫方面難以擁有太大的作為。因此，以二硫化鎢、二硫化鉬為代表的過渡金屬二維材料(TMDs)引起人們廣泛的興趣。

二硫化鎢，這種晶體材料傾向于形成三原子厚的薄片。可再生能源如太陽能電池或風力渦輪機產生的電能可通過導電支撐材料轉移到硫化鎢片上。電流通向片材的催化活性邊緣，在那裡它被轉移到水分子上，最終分裂成氧氣和氫氣，所以，單層納米二硫化鎢是一種取代貴金屬電析氫的較好材料。

研究小組正在分析如何將電力從輔助材料轉移到二硫化鎢片上。將二硫化鎢合成為垂直於表面的片材，如散熱器中的葉片或從表面突出的管子。在兩種配置中，片材的邊緣指向支撐材料，單層納米二硫化鎢具有較好的析氫性能且過電位較低。當其析氫過電位在200mV時，電流密度為2.53mA/cm²；當過電位為300mV時，電流密度可達到32mA/cm²,其性能接近於鉑，具有很高的光電穩定性，但成本卻便宜很多，這也為持續光電分解海水制氫提供了有利保證。

通過電解催化材料將水分解成氫分子和氧氣分子，再將這兩種氣體可以儲存起來，最後再重新組合製成燃料電池，這種電池可用於新能源汽車。

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