这种新材料可以提供更好地捕获太阳能

尽管太阳能是一种清洁能源，但一些问题妨碍了其广泛地使用。其中最重要的是它的间歇性，大部分地区并不是24小时保持晴朗， 阳光明媚的时期也往往不是与电力的需求高峰期相关联。如果太阳能产生的电力不能立即使用或储存，就会浪费。因此，需要一种实用的方式来储存太阳能，以便在需要时提供，这种方式被称为电析氢。

电解是生产氢气最干净的方法，但由于它需要大量的电力和昂贵的催化剂（如铂），所以价格昂贵。由于这个原因，世界上发达国家生产的大部分氢气都是由天然气经过一种称为蒸汽重整的过程制成的，尽管它更便宜，但也会产生温室气体二氧化碳，而且，我国并不是天然气论储量大国。此外，铂金属不仅贵，而且会生成毒副产物。也因此，寻找析氢过电势较小、廉价、地球蕴含量高且能大批量合成的析氢材料是科学家着重开发的目标。

近来，有科学家正在研究一种可以产生和储存更多来自太阳的能量的新材料低成本电化学催化剂，它可以降低使用太阳能或其他清洁能源的电力生产氢气的成本，使电析氢这种清洁能源可以普及。这种催化剂是以二维材料单层纳米二硫化钨为基础。

自2004 年石墨烯被发现以来，材料科学发生了翻覆地的变化，石墨烯的优势是具有高导电性，但是，石墨烯是一种零带隙材料，在电解氢方面难以拥有太大的作为。因此，以二硫化钨、二硫化钼为代表的过渡金属二维材料(TMDs)引起人们广泛的兴趣。

二硫化钨，这种晶体材料倾向于形成三原子厚的薄片。可再生能源如太阳能电池或风力涡轮机产生的电能可通过导电支撑材料转移到硫化钨片上。电流通向片材的催化活性边缘，在那里它被转移到水分子上，最终分裂成氧气和氢气，所以，单层纳米二硫化钨是一种取代贵金属电析氢的较好材料。

研究小组正在分析如何将电力从辅助材料转移到二硫化钨片上。将二硫化钨合成为垂直于表面的片材，如散热器中的叶片或从表面突出的管子。在两种配置中，片材的边缘指向支撑材料，单层纳米二硫化钨具有较好的析氢性能且过电位较低。当其析氢过电位在200mV时，电流密度为2.53mA/cm²；当过电位为300mV时，电流密度可达到32mA/cm²,其性能接近于铂，具有很高的光电稳定性，但成本却便宜很多，这也为持续光电分解海水制氢提供了有利保证。

通过电解催化材料将水分解成氢分子和氧气分子，再将这两种气体可以储存起来，最后再重新组合制成燃料电池，这种电池可用于新能源汽车。

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