Defect Engineering of 1T’ MX2 (M=Mo, W and X=S, Se) Transition Metal Dichalcogenide-Based Electrocatalyst for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction

电催化剂 过渡金属 解吸 催化作用 分解水 吉布斯自由能 材料科学 碱性水电解 析氧 密度泛函理论 无机化学 硒化物 化学工程 反应性(心理学) 纳米技术 电解 化学 吸附 物理化学 冶金 计算化学 电化学 热力学 电解质 电极 有机化学 工程类 光催化 物理 替代医学 病理 医学
作者
Samuel Akinlolu Ogunkunle,Assil Bouzid,Jack Jon Hinsch,Oscar J. Allen,Jessica Jein White,Samuel Bernard,Zhenzhen Wu,Yong Zhu,Yun Wang
出处
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter [IOP Publishing]
卷期号:36 (14): 145002-145002
标识
DOI:10.1088/1361-648x/ad19a4
摘要

Abstract The alkaline electrolyzer (AEL) is a promising device for green hydrogen production. However, their energy conversion efficiency is currently limited by the low performance of the electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER). As such, the electrocatalyst design for the high-performance HER becomes essential for the advancement of AELs. In this work, we used both hydrogen (H) and hydroxyl (OH) adsorption Gibbs free energy changes as the descriptors to investigate the catalytic HER performance of 1T′ transition metal dichalcogenides (TMDs) in an alkaline solution. Our results reveal that the pristine sulfides showed better alkaline HER performance than their selenide counterparts. However, the activities of all pristine 1T′ TMDs are too low to dissociate water. To improve the performance of these materials, defect engineering techniques were used to design TMD-based electrocatalysts for effective HER activity. Our density functional theory results demonstrate that introducing single S/Se vacancy defects can improve the reactivities of TMD materials. Yet, the desorption of OH becomes the rate-determining step. Doping defective MoS 2 with late 3d transition metal (TM) atoms, especially Cu, Ni, and Co, can regulate the reactivity of active sites for optimal OH desorption. As a result, the TM-doped defective 1T′ MoS 2 can significantly enhance the alkaline HER performance. These findings highlight the potential of defect engineering technologies for the design of TMD-based alkaline HER electrocatalysts.

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
pumpkin完成签到 ,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
朴素的易槐完成签到 ,获得积分10
11秒前
小陈买房发布了新的文献求助10
11秒前
鲸鱼完成签到 ,获得积分10
26秒前
ning完成签到 ,获得积分10
30秒前
丰富咖啡完成签到 ,获得积分10
30秒前
brotherpeng完成签到 ,获得积分10
32秒前
39秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
40秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
41秒前
万能图书馆应助pumpkin采纳,获得10
41秒前
张mingyu123发布了新的文献求助10
43秒前
JUN完成签到 ,获得积分10
46秒前
重要手机完成签到 ,获得积分10
48秒前
51秒前
罗健完成签到 ,获得积分0
52秒前
53秒前
EthanChan完成签到,获得积分10
53秒前
阿达发布了新的文献求助10
57秒前
qingchunchun发布了新的文献求助10
58秒前
59秒前
偶尔三分糖完成签到 ,获得积分10
59秒前
霸气若男发布了新的文献求助10
1分钟前
balance完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
不太想学习完成签到 ,获得积分10
1分钟前
执着亿先完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
开放芝麻发布了新的文献求助10
1分钟前
想吃小面包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Julie完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沿途有你完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小小完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
静听松风寒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
善学以致用应助科研小白采纳,获得10
1分钟前
陈花蕾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
杨茜然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
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 5652919
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4788733
关于积分的说明 15062234
捐赠科研通 4811531
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2573922
邀请新用户注册赠送积分活动 1529695
关于科研通互助平台的介绍 1488390