通过电解水的节能方式制备绿氢能够实现将氢能技术变成现实,虽然Pt基催化剂具有优异的HER电催化活性,但是Pt催化剂的价格高昂、储量稀缺,这对于经济和可持续发展而言是个挑战。
有鉴于此,墨尔本大学Yuan Wang、悉尼大学Hamidreza Arandiyan、新南尔威士大学赵川等通过化学合成和热还原之间结合,合成MoNi4/MoO2纳米片并且修饰大量的堆垛层错缺陷,将其命名为d-MoNi,研究发现堆垛层错缺陷显著提高HER电催化活性。
本文要点
d-MoNi催化剂在1 M KOH电解液进行HER电催化反应,达到500 mA cm-2和1000 mA cm-2电流密度所需的过电势分别为78 mV和121 mV。富含缺陷的d-MoNi催化剂的催化TOF比Pt/C高4倍,而且稳定性达到>100 h,因此这种d-MoNi催化剂是迄今为止性能最好的非铂HER催化剂之一。
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实验与理论计算结果说明d-MoNi催化剂丰富的堆垛层错缺陷产生压缩应力,降低质子吸附能,增强HER电催化活性。这项工作展示了通过调控金属以及合金的缺陷调节电化学能源转化和存储应用的技术方法。
参考文献
Yuan Wang, Hamidreza Arandiyan, Sajjad S. Mofarah, Xiangjian Shen, Stuart A. Bartlett, Pramod Koshy, Charles C. Sorrell, Hongyu Sun, Cristina Pozo-Gonzalo, Kamran Dastafkan, Sylvia Britto, Suresh K. Bhargava, Chuan Zhao, Stacking Fault-Enriched MoNi4/MoO2 Enables High-Performance Hydrogen Evolution, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202402156
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202402156