开发储量丰富的高效析氢(HER)电催化剂是即将到来的氢能社会的前提。二维高熵金属磷三卤代物(MPCh3)兼有高熵合金(HEAs)的近连续吸附能和2D材料的大比表面积的优点,是极具前景的催化材料。
近日,哈工大Bo Song系统地研究了一系列二维高熵MPCh3的电催化HER性能,证明了Co0.6(VMnNiZn)0.4PS3 NSs是已报道的MPCh3催化剂中性能最好的催化剂之一,在10 mA cm-2电流密度下,具有65.9 mV的低过电位(η),Tafel斜率为65.5 mV dec−1。
文章要点
1)适当的光谱表征结合密度泛函计算结果表明,高熵样品中[P2S6]4−阴离子之间的电子密度发生了重新分布,从而优化了边缘的S位和基面上的P位的吸氢能。此外,在HER过程中,Co0.6(VMnNiZn)0.4PS3 NSs中边缘不同的金属位点(尤其是Mn位点)促进了水的解离。
2)高熵策略增加了活性中心的丰度,具有连续的稳定性和对反应中间体的最佳吸附,从而提高了碱性HER电催化性能。
这项工作不仅证明了HEA概念在硫磷材料体系中的成功应用,而且也为提高2D催化剂的电催化活性提供了一种策略。
参考文献
Ran Wang, et al, Two-Dimensional High-Entropy Metal Phosphorus Trichalcogenides for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c01064
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01064