阴极CO₂还原反应（CO₂RR）和析出（CO₂ER）反应的缓慢动力学严重阻碍了锂-二氧化碳电池的应用，而锂-二氧化碳电池作为一种极具潜力的碳中和技术受到了科研工作者的广泛关注。二维过渡金属二醇化物（TMDs）具有CO₂氧化还原双向催化的巨大潜力，但如何实现具有CO₂RR/CO₂ER活性的TMDs双活性位点的高度暴露仍然是一个挑战。近日，深圳大学杨金龙、清华大学周光敏设计具有高度暴露活性位点的MoS₂/Co₉S₈双向催化剂。

本文要点：

1) 作者通过在由碳纸负载的Co₉S₈（V-MoS₂/Co₉S₈@CP)）上垂直生长MoS₂双向催化剂，使其具有丰富的边缘可作为CO₂RR和CO₂ER的活性位点，并改善了界面导电性，以及调节了沿基面的电子传输路径。该催化剂在20μA cm⁻²时具有81.2%的能效和0.68 V的超小电压间隙。

2)作者利用密度泛函理论计算揭示了其性能和结构之间的关系，并证明了MoS₂边缘位点和Co₉S₈之间的协同效应。该工作为理解和实现具有特定晶面TMD电子接触的合理设计提供了指导，还为Li-CO₂电池中高性能阴极催化剂材料的设计提供了指导。

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Lu Bingyi et.al Engineering the interfacial orientation of MoS₂/Co₉S₈ bidirectional catalysts with highly exposed active sites for reversible Li-CO₂ batteries PNAS 2023

DOI: 10.1073/pnas.2216933120

https://doi.org/10.1073/pnas.2216933120