Interfacial optimization of PtNi octahedrons@Ti3C2MXene with enhanced alkaline hydrogen evolution activity and stability

过电位 塔菲尔方程 电催化剂 电解质 材料科学 单层 化学工程 催化作用 分解水 纳米技术 无机化学 化学 电化学 物理化学 电极 有机化学 工程类 光催化
作者
Yan Yu,Rongzun Zhang,Yadong Yu,Zhimei Sun,Renchao Che,Bin Wei,Alec P. LaGrow,Zhongchang Wang,Wei Zhou
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:291: 120100-120100 被引量:89
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120100
摘要

Abstract It remains a great challenge to balance the activity and stability of platinum and Pt-based hydrogen evolution reaction (HER) catalysts in alkaline electrolyte. Herein, two-dimension monolayer Ti3C2 MXene sheets were introduced to support PtNi octahedrons (PtNi@Ti3C2 MXene), which optimizes the activity and stability of PtNi nanoparticles (NPs) through interface interactions between PtNi and Ti3C2 MXene. It shows a small overpotential of 36 mV with a Tafel slope of 59 mV dec−1 at 10 mA cm-2 in 1 M KOH. It also exhibits excellent mass activity of 6.31 mA μgPt-1 at an overpotential of 70 mV, which is ∼7.1 times that of commercial Pt/C and better than many recent reported Pt-based alkaline HER catalysts. Meanwhile, the PtNi@Ti3C2 MXene gives an increased overpotential of ∼4 mV while the PtNi gives ∼25 mV during a long-time continuous CV cycles. A series of characterizations disclose these interfaces could promote the stability by alleviating the Ni atoms dissolution from surficial PtNi through uniformly lattice strain dispersion of PtNi. Simultaneously, they could keep the activity by interfacial electron transfer from PtNi to Ti3C2 MXene demonstrated both by experimental tests (UPS, electrostatic potential and charge density distribution) and DFT calculation. It could decrease the energy barrier of H2O adsorbing and dissociating into hydrogen intermediates, further accelerating the recombination of hydrogen intermediates to H2. Under acidic and neutral medium, the electrocatalyst also exhibits improved HER performance compared to its counterparts. This work provides an interface optimization route for developing high-efficiency pH-universal especially alkaline HER electrocatalysts.
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
hhhhmmmn完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
纸芯完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
tianqing完成签到,获得积分10
3秒前
1485155145完成签到,获得积分10
3秒前
黑夜做着白日梦完成签到,获得积分10
3秒前
碧蓝问梅完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
张歌完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
归尘应助getfortune采纳,获得10
4秒前
求助吃草小河马完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
安详的书本完成签到 ,获得积分10
5秒前
桐桐应助AXUE采纳,获得10
5秒前
le完成签到 ,获得积分10
6秒前
今后应助美好的醉波采纳,获得10
6秒前
苏苏发布了新的文献求助10
6秒前
热心一一完成签到,获得积分10
6秒前
云術完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
cheney完成签到,获得积分10
7秒前
北彧发布了新的文献求助10
8秒前
松松松发布了新的文献求助10
8秒前
tangyuan完成签到,获得积分10
8秒前
汉桑波欸完成签到,获得积分10
8秒前
xddll完成签到 ,获得积分10
8秒前
辣辣完成签到 ,获得积分10
8秒前
科目三应助陌路孤星采纳,获得10
9秒前
May发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
zyj完成签到,获得积分10
10秒前
FAN完成签到,获得积分10
11秒前
mimoma完成签到,获得积分10
12秒前
dxh完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
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 3299039
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2934083
关于积分的说明 8466490
捐赠科研通 2607435
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1423733
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 661661
邀请新用户注册赠送积分活动 645297