Effective modulating of the Mo dissolution and polymerization in Ni4Mo/NiMoO4 heterostructure via metal-metal oxide-support interaction for boosting H2 production

电催化剂 塔菲尔方程 过电位 氧化物 材料科学 电解 电化学 化学工程 冶金 化学 电极 物理化学 工程类 电解质
作者
Yuhao Chen,Kaihang Yue,Jiawei Zhao,Zhengyang Cai,Ding Wang,Ya Yan
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:466: 143097-143097 被引量:40
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.143097
摘要

Constructing low-cost, high-active and robust heterogeneous hydrogen evolution reaction (HER) electrocatalysts with strong metal–metal oxide-support interaction (SMMOSI) is still an urgent challenge for the development of anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE), especially under high current density (e.g., 1 A cm−2). Herein, a hierarchical composite of heterogenous Ni4Mo/NiMoO4 (NiMoOx) nanoparticles (NPs) anchored on a mesoporous carbon CMK-3 (NiMoOx@CMK-3) is designed as a superior electrocatalyst for HER. Significantly, the strong interaction between heterogeneous NiMoOx NPs and CMK-3 supporting matrix effectively stabilize the catalytic active Ni4Mo/NiMoO4 heterostructure by altering the local geometric and electronic structures, leading to maximumly exposure of active sites and promoted electron transfer ability. The optimized electrocatalyst exhibits outstanding HER activity with an extremely low overpotential and Tafel slope of 7 [email protected] mA cm−2 and 27.7 mV dec-1, respectively, and can steadily operate at 100 mA cm−2 for 800 h. More significantly, owing to these HER merits, the AEMWE configuration with NiMoOx@CMK-3 (−) is also designed, resulting in low cell voltage of 1.965 [email protected] A cm−2 and negligible degradation over 400 [email protected] A cm−2. Further ex/in-situ electrochemical spectra evidence that both the partial combined MoO42- from NiMoO4 and the newly formed MoO42- originating from dissolved Mo in NiMoOx@CMK-3 could boost the fast generation of polymerized Mo2O72- that could effectively accelerate the HER process in alkaline conditions by facilitating the formation of active Mo-H* intermediates. Moreover, theoretical calculation results demonstrate the upshifting of d-band center of Mo toward Fermi level for the heterogeneous NiMoOx and the strong charge distribution between the heterointerface could optimize adsorption free energies of H* (ΔGH*) on the surface of Mo atoms.
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
arniu2008完成签到,获得积分10
刚刚
hunajx完成签到,获得积分10
1秒前
中原第一深情完成签到,获得积分10
1秒前
尊尊完成签到,获得积分10
2秒前
蜗牛完成签到,获得积分10
3秒前
蘑菇完成签到,获得积分10
3秒前
任性吐司完成签到 ,获得积分10
3秒前
luobote完成签到 ,获得积分10
4秒前
茶柠完成签到 ,获得积分10
5秒前
英俊雅柏完成签到,获得积分10
5秒前
ao123发布了新的文献求助10
6秒前
大脸猫完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
已歌完成签到 ,获得积分10
7秒前
Brave发布了新的文献求助10
9秒前
hehe完成签到 ,获得积分10
9秒前
里大炮发布了新的文献求助10
10秒前
gypsi完成签到,获得积分10
11秒前
星城浮轩完成签到 ,获得积分10
12秒前
wl5289完成签到 ,获得积分10
12秒前
崔康佳完成签到,获得积分10
12秒前
浑续完成签到,获得积分20
12秒前
chuzihang完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
13秒前
沙拉酱完成签到 ,获得积分10
13秒前
糖炒李子完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助CC采纳,获得10
14秒前
HE完成签到 ,获得积分10
14秒前
万能图书馆应助ao123采纳,获得10
16秒前
16秒前
mzrrong完成签到 ,获得积分10
17秒前
长长的名字完成签到 ,获得积分10
17秒前
缓慢的饼干完成签到,获得积分10
19秒前
曹济发布了新的文献求助10
19秒前
zzz完成签到,获得积分10
19秒前
初见完成签到 ,获得积分10
22秒前
cxqygdn完成签到,获得积分10
23秒前
ao123完成签到,获得积分10
24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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6034730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7745897
关于积分的说明 16206346
捐赠科研通 5181057
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2772907
邀请新用户注册赠送积分活动 1756027
关于科研通互助平台的介绍 1640869