Bifunctional water splitting enhancement by manipulating Mo-H bonding energy of transition Metal-Mo2C heterostructure catalysts

催化作用 三元运算 分解水 材料科学 双功能 阴极 阳极 电化学 化学工程 吸附 解吸 过渡金属 过电位 无机化学 化学 物理化学 电极 工程类 光催化 计算机科学 程序设计语言 生物化学
作者
Yao Xu,Jack Yang,Ting Liao,Riyue Ge,Yang Liu,Jiujun Zhang,Ying Li,Mingyuan Zhu,Sean Li,Wenxian Li
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:431: 134126-134126 被引量:91
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.134126
摘要

Molybdenum carbide (Mo2C) exhibits unique competitive advantages in electrochemical water splitting due to its physicochemical properties. The high intrinsic activity is essential for the high-efficient Mo2C catalysts. Herein, transition metal (Ni, Co, or Fe)-Mo2C-embedded in N-doped carbon sheets grown on Ni foam (TM/Mo2C-NCSs) are synthesized to enhance the intrinsic activity of Mo2C by optimizing the Mo-H bonding energy through the interfacial interactions between Ni, Co, or Fe, and Mo2C. Owing to the superior intrinsic activity, fast ternary channels, and abundant active sites, the Ni/Mo2C-NCSs possess the lowest overpotential for HER (131 mV) and the Fe/Mo2C-NCSs show the lowest overpotential for OER (293 mV) at a current density of 100 mA cm−2 in 1 M KOH. The results analyzed with the Density function theory (DFT) calculation indicate that the most superior H adsorption site is at the interface between Mo2C and Ni hybrid. H was adsorbed on interface Mo&[email protected]/Mo2C with proper hydrogen adsorption free energies (ΔGH*), achieving a fast desorption process in HER. This mechanism is absent in the pristine Mo2C catalysts. An alkaline electrolyzer with a cathode of Ni/Mo2C-NCSs and anode of Fe/Mo2C-NCSs demonstrates a small voltage of 1.66 V at a current density of 100 mA cm−2. This work offers an elaborated strategy of interface engineering to enhance the intrinsic catalytic activity of Mo2C by accelerating H2 desorption in HER and enhancing the catalytic kinetics of OER simultaneously.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
renovel发布了新的文献求助10
1秒前
喻尔蓝发布了新的文献求助10
2秒前
烟花应助宁羽采纳,获得10
3秒前
拉长的冰海完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
XUU发布了新的文献求助10
3秒前
放逐发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
moon_sky完成签到,获得积分10
5秒前
漂亮凌旋完成签到,获得积分10
6秒前
Orange应助Wang_ZiMo采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
闲鱼电脑完成签到,获得积分10
8秒前
柒_l发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
顾矜应助科研小废物采纳,获得10
10秒前
酷波er应助Karol采纳,获得10
11秒前
心随海涵完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.1应助萌only采纳,获得50
12秒前
13秒前
oleskarabach发布了新的文献求助10
13秒前
炙热成仁发布了新的文献求助10
14秒前
桔梗完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
科目三应助caoyy采纳,获得10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
Hello应助高高天抒采纳,获得10
19秒前
20秒前
20秒前
桔梗发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
发发完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
sQUIZ your knowledge: Multiple progressive erythematous plaques and nodules in an elderly man 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5771522
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5592341
关于积分的说明 15427808
捐赠科研通 4904883
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639061
邀请新用户注册赠送积分活动 1586832
关于科研通互助平台的介绍 1541833