De eigenschappen van 2-D overgangsmetaal dichalcogeniden trekken veel belangstelling, en een van de redenen is hun katalytische activiteit. Vooral, er zijn betere katalysatoren nodig om het potentieel van waterelektrolyse te benutten - water splitsen in zijn samenstellende elementen - om duurzame energieopslag te bieden.

"MoS ₂ is een van de meest veelbelovende katalysatoren zonder kostbare zeldzame metalen voor de waterstofevolutiereactie (HER), "Wijs op Yasufumi Takahashi, Mingwei Chen, en Tomokazu Matsue en hun collega's aan de Kanazawa University en andere samenwerkende instellingen in Japan, de VS en het VK in hun recente Internationale editie van Angewandte Chemie verslag doen van. Het werk benadrukt de rol van "scanning elektrochemische celmicroscopie" voor het ontwerpen van de katalytische eigenschappen van deze 2D-materialen.

Zoals de onderzoekers aangeven, scanning elektrochemische microscopie is al nuttig gebleken bij onderzoek naar de katalytische activiteit van MoS ₂ monolagen, die zich hebben gericht op de effecten van spanning, evenals de metallische versus halfgeleidende eigenschappen van verschillende microstructurele fasen van MoS ₂ op HER-katalyse. Deze studies gebruikten een microschaalelektrode om het monster te onderzoeken op elektrochemische activiteit als een functie van de locatie met een hoge ruimtelijke resolutie, vanwege de microschaaldimensies van de elektrode.

In hun scanning elektrochemische celmicroscopie studies, Takahashi, Chen, Matsue en collega's gebruiken een nanopipet als lokale, beweegbare elektrochemische cel om de elektrochemische activiteit op het oppervlak te onderzoeken in plaats van een ultramicro-elektrode. Ze benadrukken de "reproduceerbare en betrouwbare techniek voor het fabriceren van nanosondes samen met snelle elektrochemische karakterisering vanwege de kleine capacitieve stroom" als extra voordelen van deze vorm van de karakteriseringstechniek.

De onderzoekers gebruikten een nanopipet met een straal van 20 nm om driehoekige monolagen van MoS . te bestuderen ₂ met een 1H microstructurele fase, evenals heterostructuren van MoS ₂ en WS ₂ . Elke vlok had een zijlengte van ongeveer 130 nm. De metingen onthulden veranderingen in katalytische activiteit waar randen, terraselementen en heterojuncties tussen MoS ₂ en WS ₂ bevonden, hetgeen overeenkomt met de suggesties van eerdere rapporten. In aanvulling, veroudering van het monster had een merkbaar effect, vooral aan de randen.

De onderzoekers concluderen dat hun studie aantoont hoe het mogelijk is om de lokale HER-activiteit van katalytische monsters te evalueren met behulp van scanning elektrochemische celmicroscopie. Ze suggereren dat de techniek een "krachtig hulpmiddel" kan zijn voor het ontwerpen van de fase en structuur van 2-D overgangsmetaal dichalcogenide-monsters voor toepassingen in katalyse.