Nano Energy: 实验和计算研究: 石墨烯负载富金属硫代碲化钼增强HER活性

在不久的将来，“绿色氢”可能是很有前途的能源技术之一。有效的策略之一是利用来自可再生能源的电力将水分解成氢气和氧气。因此，发现有效的制氢电催化剂的重要性是不容否认的。

因此，奥本大学张新宇、Andrew J Adamczyk、Ashraf Ali、Shatila Sarwar和阿拉巴马大学Yifan Wang、王瑞刚、Md. Robayet Ahasan等人展示了一种简便、超快(60 s)微波辅助合成方法，用于开发石墨烯负载硫代碲化钼的电催化剂(MoS_xTe_y/Gr)。

MoS_xTe_y/Gr混合纳米结构中丰富的界面使更多暴露的活性位点用于电化学反应，促进离子和电荷传输活动。在得到的具有不同Mo、S和Te元素比的纳米复合材料中，MoS_0.46Te_0.58/Gr表现出最好的析氢特性，在电流密度为10 mA cm^-2时，过电位和塔菲尔斜率仅为62.2 mV和61.1 mV dec^-1，且在0.5 M H₂SO₄中的具有长期的稳定性。

此外，周期性平面波密度泛函理论(DFT)工具已被用于阐明石墨烯纳米复合材料系统上各种硫磺化钼（化学计量和非化学计量富钼）的氢结合能量学。根据计算结果，发现高性能催化活性位点主要由暴露的钼原子组成，因此富集钼是一种潜在的电催化剂工程方法。

此外，在由计算值和实验值构建的火山图中，发现MoS_0.46Te_0.58/Gr纳米复合材料的位置靠近具有接近热中性催化活性的顶点。这种优异的电催化行为源于S和Te原子的共存，通过在富含缺陷的催化剂表面产生更多的活性位点，加速离子和电子转移，并且石墨烯的存在提高了电导率，从而降低了表观活化能。

在所提出的微波辅助合成方法的基础上，还可以大规模制备其他杂化金属硫属化物，成本低、效率高、稳定性好，这将促进金属硫属化物基异质结构的实际应用作为高性能HER电催化剂。

Enhancement of Hydrogen Evolution Reaction Activity using Metal-rich Molybdenum Sulfotelluride with Graphene Support: A Combined Experimental and Computational Study. Nano Energy, 2021. DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106599

Nano Energy: 实验和计算研究: 石墨烯负载富金属硫代碲化钼增强HER活性

相关推荐