在现场生长的Cu状体可在面积工程 Cu2O上增强电催化进化
Hao Zhang1,2, Jiefeng Diao3, Yonghui Liu4
1Department of Materials and London Center for Nanotechnology, Imperial College London, London, SW7 2AZ, UK.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|September 5, 2023
概括
面体工程氧化铜 (Cu2O) 纳米结构显示了增强的演化反应 (HER) 性能. 在现场生成的铜树突可以通过激活等离子体的热电子注入来改善催化活性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 开发用于演化反应 (HER) 的高效电催化剂对于可持续能源技术至关重要.
- 纳米结构的方面工程为优化催化性能提供了一条途径.
研究的目的:
- 为了合成面体工程Cu2O纳米结构用于电催化HER.
- 调查暴露的晶体平面和现场形成的铜 (Cu) 树突在增强HER活性中的作用.
- 阐明从Cu树突到Cu2O的等离子激活热电子注入 (HEI) 的机制.
主要方法:
- 2O纳米结构的湿化学合成.
- 电催化器 HER 的测量.
- 运行拉曼光谱和现场表征.
- 事件光子对电流效率 (IPCE) 的测量.
- 一开始的非adiabatic分子动力学 (NAMD) 模拟.
主要成果:
- 八面体Cu2O纳米结构与暴露的 (111) 方面展现出优越的 HER 性能.
- 在HER过程中,Cu2O被减少到HER表面的Cu树突,显著改善了催化活性.
- 照明诱导了等离子体激活的电化学系统,增强了开始潜力.
- IPCE和模拟证实了从Cu树突到Cu2O的热电子注入,增加了电荷密度和改善了催化活性.
结论:
- 2O纳米结构的面积工程,特别是暴露 (111) 面积,对HER有效.
- 在现场生成的Cu树突在通过热电子注射的等离子激活机制来增强HER中发挥着关键作用.
- Cu2O和Cu树突之间的协同效应为先进的电催化剂设计提供了一个有前途的策略.
