Electrocatalytic Hydrogen Evolution of Ultrathin Co‐Mo5N6 Heterojunction with Interfacial Electron Redistribution

材料科学 过电位 异质结 电子转移 塔菲尔方程 氮化物 电催化剂 化学工程 密度泛函理论 光电子学 纳米技术 化学物理 电极 物理化学 电化学 计算化学 工程类 有机化学 化学 图层(电子)
作者
Fei Lin,Zihao Dong,Yihang Yao,Lei Yang,Fang Fang,Lifang Jiao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:10 (42) 被引量:191
标识
DOI:10.1002/aenm.202002176
摘要

Abstract Modulating nitrogen‐rich nitrides with favorable electron structure to enhance hydrogen production activity is challenging due to thermodynamically unfavorable characteristics. Herein, an ultrathin heterojunction of metallic Co and nitrogen‐rich nitride (Co‐Mo 5 N 6 ) is prepared through the ammonia annealing process as a robust electrocatalyst for hydrogen evolution reaction (HER). Density functional theory simulations and experiments reveal that the obtained Co‐Mo 5 N 6 enables electron redistribution between the nitrogen‐rich phase and Co for more negative H 2 O adsorption energy, decreasing the subsequent energetic barrier of dissociation (0.05 eV) and optimizing H* absorption (Δ G H* = 0.1 eV). The structure is connected by nanosheet ( ≈ 1.2 nm) building blocks with abundant interstitial spaces, open and connective channels, and strong capillary forces, which accelerate mass transfer and electrical conductivity. The Co‐Mo 5 N 6 exhibits excellent HER activity with an extremely low overpotential of 19 mV at 10 mA cm −2 and Tafel slope of 29.0 mV dec −1 . Notably, the required overpotential is only 280 mV to achieve a high current density of 1000 mA cm −2 which is better than commercial Pt/C. This work not only improves the understanding of the catalytic activity and the electron redistribution of nitrogen‐rich nitrides, but also presents a new strategy to design other nitrogen‐rich metal nitrides (such as W 2 N 3 , Ta 5 N 6 ).
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
1秒前
刘振华发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
零零发布了新的文献求助10
2秒前
heimanbaba发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
搞怪从波完成签到 ,获得积分10
2秒前
nayutor完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
明明发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
香蕉觅云应助bo采纳,获得10
3秒前
piaopiao1122发布了新的文献求助10
4秒前
东乡县公发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
光阴岁月几度秋完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
阳光发布了新的文献求助30
4秒前
zww完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小胖子发布了新的文献求助10
5秒前
zr完成签到 ,获得积分10
5秒前
无敌z完成签到,获得积分10
5秒前
TKTK发布了新的文献求助30
6秒前
安河桥应助田睿采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.2应助WQ采纳,获得10
6秒前
爱吃菠萝蜜完成签到,获得积分10
7秒前
小马甲应助BJTXZG采纳,获得10
7秒前
自由凝竹发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
田様应助踏实的兔子采纳,获得10
8秒前
汉堡包应助morning采纳,获得10
8秒前
负责雪珊发布了新的文献求助100
8秒前
顾矜应助傲娇蜜蜂采纳,获得10
8秒前
8秒前
lx应助shisan采纳,获得10
9秒前
抱抱你发布了新的文献求助10
9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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Propeller Design 1000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 1000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6000761
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7500245
关于积分的说明 16098750
捐赠科研通 5145838
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2757997
邀请新用户注册赠送积分活动 1733706
关于科研通互助平台的介绍 1630901