在高电流密度下,Mo2C基陶电极具有高稳定性和催化活性,用于高电流密度的进化反应
Anding Huang1, Haisen Huang1, Feihong Wang1
1CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion, Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, 230026, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 6, 2023
概括
新型多孔Mo2C陶电极为进化反应 (HER) 提供了高性能. 这些自支电极表现出优异的稳定性和较低的成本与相比,为实际的HER应用铺平了道路.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 开发高效的电极对于实际的进化反应 (HER) 应用至关重要.
- 现有的高性能电极,如金,是昂贵的.
- 需要新的材料来克服成本和性能限制.
研究的目的:
- 使用多孔的Mo2C基陶,为HER开发强大的,自支持的电极.
- 研究Mo2C(O) /MoO2异构的形成及其催化性质.
- 评估这些新型电极在酸性和性介质中的性能和稳定性.
主要方法:
- 使用MoO3作为烧结添加剂制造基于Mo2C的多孔陶.
- 在现场反应中形成Mo2C(O) /MoO2异构结构.
- 电化学表征包括超电位测量和时间电位计.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以了解催化机制.
主要成果:
- 高强度 (55 ± 6 MPa) 自助式陶电极,具有指形孔,在一个步骤中生产出来.
- 最优的电极显示低超电位 (333 mV在酸中,212 mV在中在1500 mA cm−2).
- 在酸性和性介质中证实了优良的长期稳定性 (>260小时).
- DFT计算揭示了在异构结构中用于 HER 催化的最佳电子结构.
结论:
- 基于Mo2C的多孔陶与Mo2C ((O) /MoO2异构结构是对HER的有希望的,低成本的替代品.
- 独特的结构和成分使其具有高的催化活性和稳定性.
- 这些发现推动了实用的生产技术的发展.
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