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復(fù)旦Adv. Sci.:a-MoWSx/N-RGO在大電流下實(shí)現(xiàn)高效HER

本文報(bào)道了通過等離子體處理合成了無定形硫化鉬鎢/氮摻雜還原氧化石墨烯納米復(fù)合材料

在高電流密度下,缺乏高效、耐用且低成本的電催化劑用于析氫反應(yīng)(HER),對規(guī)?;瘜?shí)施可再生能源制氫提出了重大挑戰(zhàn)?;诖?,復(fù)旦大學(xué)張樹宇副研究員和區(qū)瓊榮教授等人報(bào)道了通過等離子體處理合成了無定形硫化鉬鎢/氮摻雜還原氧化石墨烯納米復(fù)合材料(a-MoWSx/N-RGO),用作高性能HER催化劑。
復(fù)旦Adv. Sci.:a-MoWSx/N-RGO在大電流下實(shí)現(xiàn)高效HER
通過調(diào)整等離子體處理時(shí)間和化學(xué)成分,獲得了最佳的a-MoWSx/N-RGO催化劑,其在1000 mA cm-2的電流密度下表現(xiàn)出348 mV的低過電位,在此電流密度下工作24 h后催化性能幾乎沒有衰減,其性能優(yōu)于商業(yè)鉑/碳(Pt/C)和先前報(bào)道的雜原子摻雜MoS2基催化劑。
復(fù)旦Adv. Sci.:a-MoWSx/N-RGO在大電流下實(shí)現(xiàn)高效HER
基于密度泛函理論(DFT)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)在合理的W摻雜水平下,催化活性位點(diǎn)(2S2-)在高電流密度下表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能,因?yàn)轭~外的電子優(yōu)先填充在2S2-處。鎢的引入往往會降低電子結(jié)構(gòu)能量,導(dǎo)致接近于零的正值。
然而,過多的鎢引入會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞和在高電流密度下更差的HER性能。該工作為使用地球含量的元素在工業(yè)級電流下合理設(shè)計(jì)用于HER的高性能催化劑提供了一條途徑。
復(fù)旦Adv. Sci.:a-MoWSx/N-RGO在大電流下實(shí)現(xiàn)高效HER
Boosting Hydrogen Evolution Reaction Activity of Amorphous Molybdenum Sulfide Under High Currents Via Preferential Electron Filling Induced by Tungsten Doping. Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202202445.
https://doi.org/10.1002/advs.202202445.

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