涂有Ni纳米粒子的Mo2C作为高效进化反应的阴极催化剂:一个实验和计算调查
Chuan Liu1,2, Xin Chu1, Yingqi Pi1
1College of Chemistry and Materials Engineering, Anhui Science and Technology University, Bengbu 233100, P. R. China. liuxc@ahstu.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|August 19, 2024
概括
一种新的多孔/化碳 (Ni/Mo2C) 复合催化剂在酸性和性条件下表现出极好的演化反应活性. 这种具有成本效益的催化剂为水分裂提供了高贵金属的有希望的替代品.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 贵金属催化剂对演化反应 (HER) 有效,但价格昂贵.
- 像碳化 (Mo2C) 和3D过渡金属这样的地球上丰富的催化剂显示出希望,但存在缺陷.
- 为 HER 开发高效,低成本的催化剂对于大规模的水分裂至关重要.
研究的目的:
- 开发一种简单的方法来制备HER的高性能非贵金属催化剂.
- 为了研究纳米粒子加载对Mo2C对催化活性的影响.
- 为了评估Ni/Mo2C复合物在酸性和性电解质中的催化性能.
主要方法:
- 使用一种简单的热处理方法来合成多孔的Ni/Mo2C复合催化剂.
- 在Mo2C上,Ni纳米颗粒的加载密度有系统地变化.
- 进行了电化学测量,以评估演化反应 (HER) 活性.
- 进行了理论计算,以了解Ni和Mo2C之间的协同效应.
主要成果:
- 与其他基于Ni和Mo2C的催化剂相比,优化的Ni-40/Mo2C-17样本显示出优异的HER活性.
- 这种催化剂在酸性和性介质中表现出10 mA cm−2的最低开端超电位和超电位.
- 理论计算证实了Ni和Mo2C之间的协同效应,增强了H吸附/脱附热力学.
结论:
- 开发的多孔Ni/Mo2C复合催化剂在广泛的pH范围内提供出色的HER活性.
- 纳米粒子和Mo2C之间的协同相互作用是提高催化性能的关键.
- 这项工作提出了一个可行的策略,用于设计高性能,低成本的水分裂电催化剂.
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