Small:MoS2/Ni2O3H复合结构催化剂碱性HER分解水
纳米技术 纳米 2020-07-17

MoS2材料是丰度较高的材料,并具有较好的HER电催化活性,但是在碱性溶液中的HER动力学过程较慢,因此香港理工大学黄勃龙、香港城市大学梁国熙(Michael K. H. Leung)、昆明理工大学胡觉等报道了一种高活性MoS2基HER电催化基材料的合成,该方法通过MoS2和氧化物进行结合,实现了对界面电子结构的调控,并且这种复合结构催化剂在碱性溶液体系中展现了提高分解水关键决速步速率的作用。

本文要点

(1

MoS2/Ni2O3H复合结构催化剂在10 mA cm-2的电流密度中展现了84 mV的过电势,并且在1 M KOH溶剂中的电荷转移电阻仅仅为1.5 Ω,该材料在200 mV的过电势中展现了217 mA cm-2的电流密度,该电流密度是商业Pt/C材料的2倍,是MoS2本征催化性能的24倍。长时间催化反应结果显示,该催化剂有优秀的长期稳定性。

(2

DFT计算结果显示,Ni2O3H中的Ni 3d作为电子耗尽中心有效的促进了更快的电子转移,进而提高了碱性条件中的催化性能。电子结构和反应能量上这种复合结构MoS2/Ni2O3H催化剂都有效改善了碱性环境中的催化性能。

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参考文献

Jue Hu*, Chengxu Zhang, Yizhen Zhang, Baomin Yang, Qianglong Qi, Mingzi Sun, Futing Zi, Michael K. H. Leung*, Bolong Huang*

Interface Modulation of MoS2/Metal Oxide Heterostructures for Efficient Hydrogen Evolution Electrocatalysis, Small 2020

DOI:10.1002/smll.202002212

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202002212


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