Abstract The fabrication of non-precious metal electrocatalysts for HER (hydrogen evolution reaction) offers a promising approach to tackle the global energy crisis. In this work, a simplistic one-pot fabrication of nitrogen/sulfur co-doped MoO2@C nanorods is synthesized to enhance the electrochemical HER over MoO2@C nanorods. The resultant MoO2@SN-C nanorods consist of MoO2 which is evenly distributed on the rods. Well-controlled experimental fabrication suggests that, the additive amount of sulfanilamide and fumaric acid can resourcefully ease the synthesis of the nanorods and enhanced the electrochemical performance of the fabricated MoO2@SN-C catalysts. These outstanding nitrogen/sulfur co-doped MoO2@C nanorods predicts numerous compensations for electrocatalytic applications and beyond: (1) nitrogen/sulfur co-doped can avert the aggregation of MoO2 nanorods and enhance its high electronic conductivity; (2) the well-dispersed uniformity of MoO2@C nanorods supply plentiful active sites; (3) the enriched crystallinity and active surfaces render active sites and promotes mass electron transfer. Due to these properties, nitrogen/sulfur co-doped MoO2@C nanorods pyrolyzed at the temperature of 825 °C delivers an excellent HER performance with a small overpotential of 83 mV and a small Tafel slope of 78 mV dec−1 in alkaline medium. This study unlocks a novel study-point for the expansion and development of an efficient Mo-based electrocatalysts.

中文翻译：

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轻松合成 N、S 共掺杂 MoO2@C 纳米棒作为析氢反应的出色电催化剂

摘要 制备用于 HER（析氢反应）的非贵金属电催化剂为解决全球能源危机提供了一种有前景的方法。在这项工作中，合成了一种简单的氮/硫共掺杂 MoO2@C 纳米棒的一锅法制备方法，以增强 MoO2@C 纳米棒上的电化学 HER。得到的 MoO2@SN-C 纳米棒由均匀分布在棒上的 MoO2 组成。良好控制的实验制造表明，磺胺和富马酸的添加量可以有效地简化纳米棒的合成并提高所制造的 MoO2@SN-C 催化剂的电化学性能。这些出色的氮/硫共掺杂 MoO2@C 纳米棒预测了电催化应用及其他领域的众多补偿：(1)氮/硫共掺杂可以避免MoO2纳米棒的聚集并提高其高电导率；(2) MoO2@C纳米棒分散均匀，提供了丰富的活性位点；(3) 丰富的结晶度和活性表面呈现活性位点并促进质量电子转移。由于这些特性，氮/硫共掺杂的 MoO2@C 纳米棒在 825 °C 的温度下热解提供了优异的 HER 性能，在碱性介质中具有 83 mV 的小过电位和 78 mV dec-1 的小塔菲尔斜率。这项研究为扩展和开发高效的钼基电催化剂开辟了一个新的研究点。(3) 丰富的结晶度和活性表面呈现活性位点并促进质量电子转移。由于这些特性，氮/硫共掺杂的 MoO2@C 纳米棒在 825 °C 的温度下热解提供了优异的 HER 性能，在碱性介质中具有 83 mV 的小过电位和 78 mV dec-1 的小塔菲尔斜率。这项研究为扩展和开发高效的钼基电催化剂开辟了一个新的研究点。(3) 丰富的结晶度和活性表面呈现活性位点并促进质量电子转移。由于这些特性，氮/硫共掺杂的 MoO2@C 纳米棒在 825 °C 的温度下热解提供了优异的 HER 性能，在碱性介质中具有 83 mV 的小过电位和 78 mV dec-1 的小塔菲尔斜率。这项研究为扩展和开发高效的钼基电催化剂开辟了一个新的研究点。