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Electronegativity‐Induced Charge Balancing to Boost Stability and Activity of Amorphous Electrocatalysts

塔菲尔方程 电负性 材料科学 结晶度 电化学 催化作用 分解水 无定形固体 纳米技术 化学工程 无机化学 物理化学 结晶学 化学 有机化学 电极 光催化 复合材料 工程类
作者
Yao Zhou,Wei Hao,Xiaoxu Zhao,Jiadong Zhou,Huimei Yu,Bo Lin,Zheng Liu,Stephen J. Pennycook,Shuzhou Li,Hong Jin Fan
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (11): e2100537-e2100537 被引量:68
标识
DOI:10.1002/adma.202100537
摘要

Abstract Amorphization is an efficient strategy to activate intrinsically inert catalysts. However, the low crystallinity of amorphous catalysts often causes high solubility and poor electrochemical stability in aqueous solution. Here, a different mechanism is developed to simultaneously stabilize and activate the water‐soluble amorphous MoS x O y via a charge‐balancing strategy, which is induced by different electronegativity between the co‐dopants Rh (2.28) and Sn (1.96). The electron‐rich Sn prefers to stabilize the unstable apical O sites in MoS x O y through charge transfer, which can prevent the H from attacking. Meanwhile, the Rh, as the charge regulator, shifts the main active sites on the basal plane from inert Sn to active apical Rh sites. As a result, the amorphous RhSn‐MoS x O y exhibits drastic enhancement in electrochemical stability (η 10 increases only by 12 mV) after 1000 cycles and a distinct activity (η 10 : 26 mV and Tafel: 30.8 mV dec −1 ) for the hydrogen evolution reaction in acidic solution. This work paves a route for turning impracticably water‐soluble catalysts into treasure and inspires new ideas to design high‐performance amorphous electrocatalysts.
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