设计一种由双MOF衍生的Co1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -...

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:

• 开发具有成本效益的双功能电催化剂对于可持续的生产至关重要.
• (Pt) 是进化反应 (HER) 的基准,但其高成本需要将其使用量降至最低.
• 基于的材料提供了一个有希望的替代品,但提高它们的催化活性和稳定性仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 设计和合成一种具有最小含量的新型双功能电催化剂,以有效生产气.
• 研究基于的双金属有机框架 (MOF) 纳米架构,硫化和单个原子 (Pt_SA) 对催化性能的协同效应.
• 评估催化剂在演化反应 (HER) 和氧演化反应 (OER) 中的有效性及其在水分裂中的应用.

主要方法:

• 制造一种基于的双MOF纳米架构,使用不同的溶剂和配体.
• MOF的硫化,以创建辅助的Co_{1-xS/Co9S8异构接口.}
• 使用简单的方法将单个原子 (Pt_SA) 纳入催化剂.

主要成果:

• Pt_SA/Se-DM-Co_1-xS/Co₉S₈@CC催化剂实现了超低的HER超电位28.0mV和35.6mV的Tafel斜率dec^-1,超过了Pt/C.
• 对于OER,催化剂表现出232.7mV的超电位和66.4mV dec-1的Tafel斜率,相当于IrO2.
• 催化剂对HER和OER都表现出极好的稳定性 (>100小时),并且一个完整的分水装置在100 mA cm^-2下连续运行100小时以上,具有高法拉第效率.

结论:

• 开发的双MOF衍生催化剂与Pt_SA为生产提供了一个高效和具有成本效益的解决方案.
• 简单的Pt_SA加载策略使的有效利用成为可能,大大降低了成本,同时保持了高性能.
• 这项工作为设计用于可持续能源应用的先进电催化剂提供了有希望的方法.