双原子Co/Ni电催化剂固定在表面修改的Ti3C2T上,MXene使高效的和氧演化反应成为可能
Xin Zhao1, Wan-Peng Li1, Yanhui Cao2
1Department of Materials Science and Engineering, City University of Hong Kong, 83 Tat Chee Avenue, Kowloon, Hong Kong S.A.R. 999077, P.R. China.
ACS nano
|January 24, 2024
概括
研究人员开发了一种新的基于MXene的双原子催化剂,使用L-三,用于高效的和氧演化反应. 这种先进的电催化剂显示了能量转换系统的增强活性和稳定性.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 在导电基板上的双原子催化剂加速和氧演化反应 (HER和OER).
- 双原子电催化剂的MXenes是有前途的基质,但需要有效的定策略.
- 对于MXene支持的催化剂来说,实现高质量负荷和强烈的金属基板相互作用至关重要.
研究的目的:
- 为MXene基板开发一个高效的表面修饰策略,以定双原子电催化剂.
- 在改造的MXene上研究Co/Ni双原子催化剂的电子结构和催化性能.
- 为了提高和氧进化反应的动力学和稳定性,使用新的基于MXene的催化剂.
主要方法:
- 在Ti3C2Tx MXene的表面修饰中使用L-三.
- 将双原子/ (Co/Ni) 电催化剂沉积到改性MXene基板上.
- 催化剂的结构,组成和金属基板相互作用 (N-Co/Ni-O键) 的表征.
- 对演变反应 (HER) 和氧演变反应 (OER) 的性能和稳定性的电化学测试.
主要成果:
- 使用L-托的新型表面修饰策略使得Co/Ni在Ti3C2Tx MXene上的双原子位点能够有效地定.
- 实现了5.6%重量%的高质量负载CoNi,形成有利的N-Co/Ni-O键.
- CoNi-Ti3C2Tx电催化剂在10 mA cm-2.2时对HER (31 mV) 和OER (241 mV) 呈现出较低的超电位.
- 对于 HER 和 OER,在 500 mA cm-2 的100多个小时内被证明具有出色的运行稳定性.
结论:
- 通过L-氨酸介导的定策略有效地提高了MXene基板上的双原子催化剂性能.
- 电子移位和优化中间吸附有助于提高HER和OER动力学.
- 开发的CoNi-Ti3C2Tx电催化剂显示了高效和稳定的能源转换和储存系统的巨大潜力.
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