All-pH-Tolerant In-Plane Heterostructures for Efficient Hydrogen Evolution Reaction

塔菲尔方程 过电位 催化作用 异质结 分解水 离解(化学) 材料科学 吉布斯自由能 制氢 解吸 化学工程 无机化学 化学物理 吸附 纳米技术 化学 物理化学 电化学 热力学 光电子学 电极 物理 有机化学 工程类 生物化学 光催化
作者
Zhihua Cheng,Yukun Xiao,Wenpeng Wu,Xinqun Zhang,Qiang Fu,Yang Zhao,Liangti Qu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (7): 11417-11427 被引量:93
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c01024
摘要

Generally, electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) by water splitting is a pH-dependent reaction, which limits the widespread harvesting of hydrogen energy. Herein, we present a simple way for chemical bonding of MoS2 (002) planes and α-MoC {111} planes to form in-plane heterostructures capable of efficient pH-universal HER. Due to the lattice strain from mismatched lattice parameters between α-MoC and MoS2, this catalyst changes the electronic configuration of the MoS2 and thus acquires the favorable proton adsorption and desorption activity, suggested by the platinum (Pt)-like free Gibbs energy. Consequently, only a low 78 mV overpotential is needed to achieve the current density of 10 mA cm-2 in acidic solution along with a favorable Tafel kinetic process with a Tafel slope of 38.7 mV dec-1. Owing to the synergistic interaction between MoS2 (002) planes and α-MoC {111} planes with strong water dissociation activities, this catalyst also exhibits high HER performances beyond that of Pt in neutral and alkaline. This work proves the advances of in-plane heterostructures and illustrates the production of low-cost but highly efficient pH-universal HER catalytic materials, promising for future sustainable hydrogen energy.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
我是老大应助lll采纳,获得10
1秒前
Seeker发布了新的文献求助10
2秒前
huan发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
zwy1216发布了新的文献求助10
3秒前
二小发布了新的文献求助10
4秒前
韵胜完成签到,获得积分10
5秒前
脆香可丽饼应助小明采纳,获得10
6秒前
7秒前
11秒前
book发布了新的文献求助10
12秒前
安静的明辉完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
情怀应助zhw采纳,获得10
14秒前
紫色蒙面侠应助sad采纳,获得10
15秒前
15秒前
小熊发布了新的文献求助30
16秒前
柿子完成签到,获得积分20
17秒前
zwy1216完成签到,获得积分10
18秒前
dev-evo发布了新的文献求助10
18秒前
doin完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
mtfx完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
彩色冥幽发布了新的文献求助10
23秒前
小段完成签到 ,获得积分10
25秒前
SHIKI发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
28秒前
28秒前
dev-evo完成签到,获得积分10
28秒前
huan完成签到,获得积分10
30秒前
李健的小迷弟应助Seeker采纳,获得10
30秒前
31秒前
32秒前
32秒前
33秒前
35秒前
35秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3145247
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2796643
关于积分的说明 7820749
捐赠科研通 2452983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1305322
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627483
版权声明 601464