Láminas nanométricas de aleaciones binarias de WS₂-NbS₂ y MoS₂-NbS₂ como excelentes electrocatalizadores para la...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales
• Catálisis
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los dicalcogenuros de metales de transición (TMD) 2D poseen estructuras electrónicas sintonizables.
• La aleación es una estrategia clave para mejorar las propiedades catalíticas de los TMD para diversas aplicaciones.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar nanohojas de aleación binaria (W₁₋ₓNbₓS₂ y Mo₁₋ₓNbₓS₂) con mezcla atómica homogénea.
• Investigar el efecto de la incorporación de niobio en la estructura electrónica y la actividad catalítica de los TMD para la reacción de evolución de hidrógeno (HER).

Principales métodos:

• Reacciones coloidales para la síntesis de nanohojas de aleación binaria.
• Cálculos de teoría de funcionales de densidad (DFT) para confirmar la mezcla atómica y las propiedades electrónicas.
• Cálculos de energía libre de Gibbs para la adsorción de hidrógeno.

Principales resultados:

• Se logró una mezcla atómica homogénea en todo el rango de composición, superando la mezcla de aleaciones de selenuro.
• La incorporación de Nb resultó en una fase más metálica en las nanohojas de WS₂ y MoS₂.
• Se observó una actividad catalítica mejorada de la HER para la composición de Nb (x) entre 0,2 y 0,5, superando a WS₂/MoS₂ y NbS₂ puros.

Conclusiones:

• La aleación a escala atómica modula eficazmente la actividad catalítica de los TMD.
• El rendimiento mejorado de la HER se atribuye a la activación de los átomos de metal y azufre en las aleaciones.
• Estos hallazgos proporcionan información para el diseño de catalizadores de próxima generación basados en aleaciones de TMD.