在化V₂CTMXenes上的超薄树突性PdNi纳米片的实地生长工程,以实现高效的进化

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:

• 在支上固定金属纳米颗粒可以提高催化剂的稳定性和分布.
• 作为基质,MXenes为in situ催化剂生长提供了独特的特性,促进了比物理组合更强的结合.
• 在MXenes上在现场培养的纳米合金催化剂的精确控制形态仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 在添加V2CTx (N-TBA-V2CTx) 纳米薄膜上在现场设计纳米 dendritic- (PdNi) 合金.
• 研究催化剂形态,组成和金属支相互作用对电催化活性的协同效应.
• 评估演化反应 (HER) 开发的催化剂的性能.

主要方法:

• 在N-TBA-V2CTx纳米板上PdNi合金的现场生长.
• 描述PdNi合金的纳米 dendritic 结构和组成.
• 对演变反应 (HER) 性能进行电化学测试,包括超电位和Tafel斜率测量.
• 催化剂的长期稳定性测试.

主要成果:

• 在现场形成的Pd58Ni42/N-TBA-V2CTx催化剂在10 mA cm-2时表现出HER.的超低超电位为44.1 mV.
• 实现了最小的Tafel斜率39.4 mV dec-1,表明高效的进化动力学.
• 与Pd58Ni42 / TBA-V2CTx,Pd58Ni42和Pd/C相比,已经证明了更高的性能.
• 在连续运行50小时后,它保持了92.3%的初始活动,突出了其出色的稳定性.

结论:

• 纳米基PdNi结构的协同效应,N-TBA-V2CTx支,以及强大的金属支相互作用显著提高了HER的性能.
• 在现场培养的PdNi/N-TBA-V2CTx催化剂代表了演化反应的高效和稳定的电催化剂.
• 这项工作为设计具有控制纳米结构的基于MXene的先进电催化剂提供了一个有前途的策略.