Electrochemical Potential-Dependent Stability and Activity of MoS3 during the Hydrogen Evolution Reaction

催化作用 化学 电化学 电催化剂 密度泛函理论 活动站点 质子化 烟气脱硫 星团(航天器) 分解水 溶剂化 无机化学 化学物理 计算化学 物理化学 分子 电极 有机化学 光催化 离子 计算机科学 程序设计语言
作者
Nawras Abidi,Amit Sahu,Pascal Raybaud,Stephan N. Steinmann
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (23): 15290-15300 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c03292
摘要

Amorphous MoS 3 ( a -MoS 3 ) is an appealing low-cost catalyst for the hydrogen evolution reaction (HER), which is a promising process for electrocatalytic hydrogen generation. In this study, we scrutinize the stability and HER catalytic activity of carbon-supported Mo 3 S 9– x -clusters under electrochemical conditions by using grand-canonical density functional theory (GC-DFT) coupled with a cluster-continuum solvation strategy. We show that some sulfur atoms of the Mo 3 S 9 cluster can be removed as H 2 S under HER conditions. This partial desulfurization leads to a stable working state of Mo 3 S 8 or Mo 3 S 7 with HER catalytic activity at moderate thermodynamic overpotentials. The desulfurization process simultaneously induces water adsorption on undercoordinated molybdenum sites. The so-formed hydrated Mo 3 S 9– x -clusters can exhibit two distinct active sites. On Mo 3 S 8 (H 2 O) 2, the top SH* species are active for the HER, whereas OH* species are involved in the HER on Mo 3 S 7 (H 2 O) 3 . By comparison with a previous study of the HER catalyzed by 2H–MoS 2 edge sites, we demonstrate that S-defective a -MoS 3 is an efficient HER electrocatalyst. Moreover, in contrast to active sites on 2H–MoS 2, the HER mechanism on Mo 3 S 9– x -clusters involves a protonation step instead of the common proton-coupled electron transfer, an elementary reaction step that required GC-DFT to be identified.
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
刚刚
刚刚
Mira完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
大个应助辣手鹰采纳,获得10
1秒前
淡定糖豆发布了新的文献求助10
1秒前
华仔应助蒙歡采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
筱xiao完成签到 ,获得积分10
2秒前
Taylor完成签到,获得积分20
2秒前
小麦完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
鱼鱼发布了新的文献求助10
3秒前
雪花发布了新的文献求助10
3秒前
酷波er应助高兴煎蛋采纳,获得10
4秒前
efkwiefh发布了新的文献求助30
4秒前
张欢馨应助lhy采纳,获得10
5秒前
Taylor发布了新的文献求助10
6秒前
黄毅完成签到,获得积分10
6秒前
Ccc关闭了Ccc文献求助
6秒前
伊酒应助今天只想看文献采纳,获得20
8秒前
大力小伙发布了新的文献求助10
9秒前
菜鸟完成签到,获得积分10
9秒前
鹿邑完成签到 ,获得积分10
9秒前
嗯嗯发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
11秒前
小蚊子完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
efkwiefh完成签到,获得积分20
13秒前
无敌大裤衩完成签到,获得积分10
13秒前
大模型应助mina采纳,获得10
13秒前
zhaoXIN完成签到,获得积分10
14秒前
香蕉觅云应助PD采纳,获得10
14秒前
林久一发布了新的文献求助10
15秒前
李爱国应助任苏志采纳,获得10
15秒前
LL发布了新的文献求助10
16秒前
bd完成签到,获得积分10
17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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7607142
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9183057
关于积分的说明 19668929
捐赠科研通 7181400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269729
关于科研通互助平台的介绍 2433595
邀请新用户注册赠送积分活动 2264072