Les propriétés des dichalcogénures de métaux de transition 2-D suscitent un grand intérêt, et l'une des raisons est leur activité catalytique. En particulier, de meilleurs catalyseurs sont nécessaires pour exploiter le potentiel de l'électrolyse de l'eau, c'est-à-dire la division de l'eau en ses éléments constitutifs, afin de fournir un stockage d'énergie durable.

"MoS 2 est l'un des catalyseurs sans métaux précieux rares les plus prometteurs pour la réaction de dégagement d'hydrogène (HER), " précise Yasufumi Takahashi, Mingwei Chen, et Tomokazu Matsue et leurs collègues de l'Université de Kanazawa et d'autres institutions collaboratrices au Japon, les États-Unis et le Royaume-Uni dans leur récente Angewandte Chemie Édition Internationale rapport. Les travaux mettent en évidence le rôle de la « microscopie à cellule électrochimique à balayage » pour l'ingénierie des propriétés catalytiques de ces matériaux 2D.

Comme le soulignent les chercheurs, la microscopie électrochimique à balayage s'est déjà avérée utile dans les enquêtes sur l'activité catalytique du MoS 2 monocouches, qui se sont concentrés sur les effets de la contrainte, ainsi que les propriétés métalliques par rapport aux semi-conducteurs de différentes phases microstructurales du MoS 2 sur la catalyse HER. Ces études ont utilisé une électrode microscopique pour sonder l'échantillon pour l'activité électrochimique en fonction de l'emplacement avec une haute résolution spatiale, en raison des dimensions micrométriques de l'électrode.

Dans leurs études de microscopie à cellule électrochimique à balayage, Takahashi, Chen, Matsue et ses collègues utilisent une nanopipette comme local, cellule électrochimique mobile pour sonder l'activité électrochimique à la surface au lieu d'une ultramicroélectrode. Ils mettent en évidence la « technique reproductible et fiable de fabrication de nanosondes ainsi qu'une caractérisation électrochimique rapide en raison de son faible courant capacitif » comme avantages supplémentaires de cette forme de technique de caractérisation.

Les chercheurs ont utilisé une nanopipette d'un rayon de 20 nm pour étudier des monocouches triangulaires de MoS 2 avec une phase microstructurale 1H, ainsi que les hétérostructures de MoS 2 et WS 2 . Chaque flocon avait une longueur de côté d'environ 130 nm. Les mesures ont révélé des changements dans l'activité catalytique où les bords, caractéristiques de terrasse et hétérojonctions entre MoS 2 et WS 2 étaient localisés, ce qui est en accord avec les suggestions des rapports précédents. En outre, le vieillissement de l'échantillon a eu un effet notable, notamment sur les bords.

Les chercheurs concluent que leur étude démontre comment il est possible d'évaluer l'activité HER locale d'échantillons catalytiques en utilisant la microscopie à cellule électrochimique à balayage. Ils suggèrent que la technique peut être un "outil puissant" pour l'ingénierie de la phase et de la structure d'échantillons de dichalcogénure de métal de transition 2-D pour des applications en catalyse.