Новый метод позволяет формировать одноатомные и гетероядерные катализаторы на подложке из MoS₂

Одноатомные катализаторы (ОАК) — отдельные атомы металла, распределенные по поверхности подложки — привлекают все большее внимание благодаря своему потенциалу в сфере преобразования и хранения энергии, особенно в топливных элементах и электролизерах для воды. Несмотря на такие преимущества, как высокая селективность, экономичность и возможность регулирования реакционной способности, ОАК имеют ряд ограничений. Существующие подложки, как правило, не могут долго удерживать большое количество атомов металла — это негативно сказывается на общей каталитической активности.

Кроме того, перенасыщение подложки атомами металла может привести к образованию кластеров, снижающих эффективность катализатора. В связи с этим современные исследования направлены на поиск материалов, способных удерживать большее количество ОАК без риска образования кластеров. Также важно добиться возможности взаимодействия атомов металла с соседними атомами для формирования двухатомных катализаторов (ДАК).

Исследователи из Национального университета Сингапура продемонстрировали, как двумерный дисульфид молибдена (MoS₂) может служить перспективной подложкой для размещения ОАК и ДАК. Они обнаружили, что метод электрохимической десульфурации, позволяющий избирательно удалять атомы серы, создает богатые вакансиями области в металлической фазе MoS₂ (1T’-MoS₂). Это, в свою очередь, позволяет загружать на подложку значительно большее количество атомов металла. Ученые предложили новый подход, основанный на электрохимической десульфурации, для повышения загрузки ОАК на MoS₂, который подразумевает избирательное удаление атомов серы из материала под воздействием электрического тока.