Small:酸性碱性都不怕,原位生长钴基间隙化合物实现高效HER!

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界面工程和元素掺杂是增强氮化钴对碱性析氢反应(HER)的两种重要手段。然而,同时结合这两种手段来提高氮化钴在碱性介质中的HER催化性能的报道很少,更不用说在酸性介质中进行HER了。
基于此,湖南大学Balogun Muhammad-Sadeeq Adetunji(唐杰)广州大学黄勇潮中山大学Yu-wen Hu等实现了高价非3d Mo金属和非金属N同时集成在不锈钢网上,制备出Co基氮化物/氧化物填隙化合物相界(Mo-Co5.47N/N-CoO),该催化剂在碱性和酸性介质中实现了高效HER。
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研究人员首先通过密度泛函理论(DFT)计算来探究Co5.47N和CoO之间的界面相互作用与Mo、N掺杂对催化剂性能的影响。
结果表明,独特的结构不仅实现了多活性位点、增强了水解离动力学和在碱性介质中氢吸附自由能低;同时还增强了氢离子(H+)的正电荷密度以实现H+从催化剂表面接收电子以促进酸性介质中的HER。
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因此,所制备的Mo-Co5.47N/N-CoO在碱性介质(1.0 M KOH溶液)中,电流密度为10 mA cm-2 时的HER过电位仅为28 mV,这明显优于Co5.47N(124 mV);
其在0.5 M H2SO4溶液中,电流密度为10 mA cm-2 时的HER过电位为78 mV,并且在电流密度> 44 mA时的性能优于商业Pt/C。这项工作为设计用于HER及其他领域的高效钴基电催化剂提供了有效的策略。
In Situ Grown Co-Based Interstitial Compounds: Non-3d Metal and Non-Metal Dual Modulation Boosts Alkaline and Acidic Hydrogen Electrocatalysis. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105331

原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/16/84d073c0d2/

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