MoO2/Mo heterostructures for hydrogen evolution reaction and ammonia sensing in self-powered mode

材料科学 过电位 石墨烯 电催化剂 制氢 氨生产 催化作用 电解质 化学工程 氢燃料 纳米技术 电极 电化学 有机化学 物理化学 化学 工程类
作者
Xingwei Wang,Wenbo Zhou,Yidi Wang,Likun Gong,Xiaobin Liu,Xiaohong Zhou
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:109: 108253-108253 被引量:56
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108253
摘要

Hydrogen production by water electrolysis and storage by in-situ ammonia synthesis using ammonia as a hydrogen carrier is a promising low-carbon cycle route to combat the energy crisis. However, achieving a high degree of integration remains challenging. We demonstrated MoO2/Mo hybrid nanoparticle-anchored reduced graphene oxide (rGO) nanosheets (MoO2/Mo-rGO) as an efficient electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction (HER) and a gas-sensitive film for in-situ ammonia sensing. MoO2/Mo-rGO heterostructures were synthesized using a one-step high-temperature pyrolysis method, integrating the merits of a tunable electronic structure, strong electrolyte affinity, and Gibbs free energy close to 0, indicating higher intrinsic activity and rapid carrier migration. This endows MoO2/Mo-rGO with unique dual functional properties, which were confirmed through in-situ characterization, density functional theory calculations, and test results. For the HER, an overpotential of only 175 mV was required to drive 10 mA cm−2, and the current density could be maintained at ∼30 mA cm−2 for at least 25 h. Simultaneously, the ammonia sensor features a high accuracy (23.9%@15 ppm NH3) and fast response/recovery time (19 s/21 s @ 5 ppm NH3) using MoO2/Mo-rGO. This method has a much lower manufacturing cost and higher productivity than the catalytic agents and gas detectors commonly used in the industry. A self-powered mode based on a free-standing triboelectric nanogenerator to drive the HER coupled with an ammonia-sensing system demonstrates a promising avenue towards environmentally friendly clean energy production and storage, demonstrating the importance of tackling the current global energy crisis.
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
wuniuniu发布了新的文献求助10
刚刚
公龟应助CJX采纳,获得10
刚刚
Alicia发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6应助WangPeidi采纳,获得30
2秒前
刘培恒发布了新的文献求助10
2秒前
Aabaoa发布了新的文献求助30
2秒前
better完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
唐ZY123发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
wuniuniu完成签到,获得积分10
8秒前
yufeng发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
呢呢完成签到,获得积分10
11秒前
刚少kk完成签到,获得积分10
12秒前
clt完成签到,获得积分20
13秒前
深情安青应助着急的青枫采纳,获得10
13秒前
15秒前
简单幻珊的完成签到,获得积分20
15秒前
一笑而过完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研通AI6应助森一采纳,获得10
15秒前
善良板栗完成签到 ,获得积分10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
中野霊乃完成签到,获得积分10
17秒前
02发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
犹豫的行恶应助唐ZY123采纳,获得10
19秒前
19秒前
socras完成签到,获得积分10
20秒前
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
求助人员发布了新的文献求助10
23秒前
专注的问寒应助kikiL采纳,获得60
24秒前
今后应助114555采纳,获得10
25秒前
25秒前
yy111发布了新的文献求助30
26秒前
Pendragon发布了新的文献求助10
27秒前
汉堡包应助咩咩采纳,获得10
27秒前
南桥枝完成签到 ,获得积分10
28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
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 6000
Real World Research, 5th Edition 680
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
Between high and low : a chronology of the early Hellenistic period 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 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 5675058
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4942863
关于积分的说明 15151208
捐赠科研通 4834311
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2589377
邀请新用户注册赠送积分活动 1542953
关于科研通互助平台的介绍 1500969