在现场将纳米线插入空洞的多孔Co/NC多面体中,使大电流密度进化电催化
Tianyu Yang1, Ziliang Chen1, Yingming Wang1
1Institute of Functional Nano and Soft Materials, Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials and Devices, Soochow University, Suzhou, 215123, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 6, 2023
概括
这项研究引入了纳米线支持的纳米粒子嵌入N-化碳多面体作为演化反应 (HER) 的高效电催化剂. 这些催化剂表现出增强的电子转移和耐用性,为金提供了有前途的替代品.
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:
- 化碳 (NC) 封装过渡金属 (TM) 纳米复合材料被探索为演化反应 (HER) 的无电催化剂.
- 现有的基于NC的催化剂在高电流密度下存在电子转移和质量扩散不良的问题,这限制了它们的实际使用.
研究的目的:
- 为演化反应 (HER) 开发一种先进的电催化剂,其电子转移和质量扩散能力得到了改进.
- 通过将它们与纳米线集成来解决当前N-doped碳电催化剂的局限性.
主要方法:
- 采用定向合策略,将超细纳米颗粒嵌入的空洞多孔碳多面体合成到纳米线 (Co/NC-HP@Si-NWs).
- 在 0.5 M H2SO4.4 中评估了 HER 的电化学性能.
- 分析了催化剂结构和导电性,以了解性能增强.
主要成果:
- Si-NWs和Co/NC纳米的密切合形成了一个多线程导电网络,促进了电子传输.
- Co/NC-HP@Si-NWs在10 mA cm−2时表现出57 mV的低超电位,在500 mA cm−2时表现出440 mV的低超电位.
- 催化剂在高电流密度下,在24小时内表现出极好的循环耐用性.
结论:
- 开发的Co/NC-HP@Si-NWs电催化剂显著克服了传统NC基催化剂对HER的局限性.
- 纳米线集成提供了一个可行的途径,以提高基于过渡金属的HER电催化剂的性能和耐用性.
- 这项工作为开发用于生产的先进,具有成本效益的电催化剂铺平了道路.
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