一个高度活跃的多孔Mo2C-Mo2N在碳纳米墙/钻石上的异构结构,用于高电流进化反应
Zhaofeng Zhai1,2, Chuyan Zhang1, Bin Chen1,2
1Shenyang National Laboratory for Materials Science (SYNL), Institute of Metal Research (IMR), Chinese Academy of Sciences (CAS), No. 72 Wenhua Road, Shenyang 110016, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|February 9, 2024
概括
为进化反应 (HER) 开发高效的非贵金属电催化剂至关重要. 这项研究在碳纳米墙/钻石上呈现了一种新的Mo2C-Mo2N异构结构,在高电流密度下实现了生产的卓越性能.
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:
- 高电流密度的电催化剂对于工业演化反应 (HER) 是必不可少的.
- 非贵金属催化剂因成本效益而受到追捧.
- 开发先进的电极材料是高效电化学生产的关键.
研究的目的:
- 在碳纳米墙/钻石 (CNWs/D) 上制备无粘合剂Mo2C-Mo2N异构的简单方法.
- 调查合成HER的材料的催化活性和机制.
- 评估这种材料作为生产工业电催化剂的潜力.
主要方法:
- 通过超声波浸泡和回火,在CNW/D上轻松制备Mo2C-Mo2N异构.
- 电化学表征包括超电位和电流密度测量.
- 密度函数理论 (DFT) 计算,以了解电子结构和活性站点.
主要成果:
- Mo2C-Mo2N异质连接向下移动d频段中心,创建具有接近零的Gibbs自由能量吸附 (ΔGH*) 的高度活跃的接口点.
- 3D网络的CNWs/D支持提供了高电导率和表面积,增强了电子传输.
- 自支持的Mo2C-Mo2N@CNWs/D催化剂在溶液中显示了低超电位 (137.8 mV在500 mA/cm2和194.4 mV在1000 mA/cm2),表现优于Pt/C.
结论:
- 这种Mo2C-Mo2N@CNWs/D材料是HER的高效和高性价比的非贵金属电催化剂.
- Mo2C/Mo2N异质连接和CNWs/D支持之间的协同效应对增强的催化活性负责.
- 这项工作为工业规模的电化学生产提供了一个有前途的候选人.


