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Updated: Jan 19, 2026

Solar-Driven Electrochemical Green Fuel Production from CO2 and Water Using Ti3C2Tx MXene-Supported CuZn and NiCo Catalysts

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Published on: November 7, 2025

Sustitución de cobalto en un solo sitio en carburo de molibdeno 2D (MXene) mejora la actividad catalítica en la

Denis A Kuznetsov¹, Zixuan Chen¹, Priyank V Kumar²

¹ETH Zürich , Department of Mechanical and Process Engineering , CH 8092 Zürich , Switzerland.

Journal of the American Chemical Society

|September 22, 2019

Resumen

Este estudio introduce un nuevo método sintético para crear nuevos materiales MXene mediante la incorporación de cobalto en una matriz de carburo de molibdeno. El Mo2C: Co MXene resultante exhibe una mayor actividad y estabilidad de la reacción de evolución del hidrógeno, ampliando las posibilidades para el diseño avanzado del catalizador.

Área de la Ciencia:

Ciencias de los materiales
Nanotecnología
Catálisis

Sus antecedentes:

Los MXenes bidimensionales (2D) se limitan a los metales de transición temprana, lo que dificulta la exploración de las propiedades de los metales de transición mediados / tardíos.
El desarrollo de nuevas composiciones de MXene es crucial para ampliar su rango de aplicación.

Objetivo del estudio:

Desarrollar una estrategia sintética para la incorporación de metales de transición de mediados a finales en las estructuras de MXeno.
Caracterizar las propiedades estructurales y catalíticas de un nuevo MXeno sustituido por cobalto (Mo2C:Co).

Principales métodos:

Una síntesis en dos pasos que incluye la intercalación de galio y el posterior tratamiento con HF.
Estructura fina de absorción de rayos X extendida (EXAFS) para la caracterización estructural.
Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para comprender los mecanismos catalíticos.

Principales resultados:

Se sintetizó con éxito una fase Mo2C:Co MXene con átomos de cobalto aislados en el sitio.
Se ha demostrado una mejora significativa de la actividad de la reacción de evolución del hidrógeno (HER) en comparación con el Mo2C no sustituido.
Se ha logrado una excelente estabilidad operativa y estructural para el catalizador Mo2C:Co.

Conclusiones:

El enfoque sintético desarrollado permite la creación de MXenes con metales de transición intermedios o tardíos incrustados.
El Mo2C:Co MXene muestra un gran potencial como catalizador de metales no nobles altamente activo y estable para el HER.
Este trabajo amplía la diversidad compositiva de MXenes y ofrece una ruta para el ajuste de propiedades.

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