The role of electronic coupling between substrate and 2D MoS2 nanosheets in electrocatalytic production of hydrogen

塔菲尔方程 材料科学 单层 催化作用 纳米片 相(物质) 化学工程 电催化剂 金属 纳米技术 基质(水族馆) 电化学 电极 化学物理 化学 有机化学 物理化学 冶金 工程类 地质学 海洋学
作者
Damien Voiry,Raymond Fullon,Jieun Yang,Cecília de Carvalho Castro Silva,Rajesh Kappera,İbrahim Bozkurt,Daniel Kaplan,Maureen J. Lagos,Philip E. Batson,Gautam Gupta,Aditya D. Mohite,Liang Dong,Dequan Er,Vivek B. Shenoy,Tewodros Asefa,Manish Chhowalla
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:15 (9): 1003-1009 被引量:787
标识
DOI:10.1038/nmat4660
摘要

The excellent catalytic activity of metallic MoS2 edges for the hydrogen evolution reaction (HER) has led to substantial efforts towards increasing the edge concentration. The 2H basal plane is less active for the HER because it is less conducting and therefore possesses less efficient charge transfer kinetics. Here we show that the activity of the 2H basal planes of monolayer MoS2 nanosheets can be made comparable to state-of-the-art catalytic properties of metallic edges and the 1T phase by improving the electrical coupling between the substrate and the catalyst so that electron injection from the electrode and transport to the catalyst active site is facilitated. Phase-engineered low-resistance contacts on monolayer 2H-phase MoS2 basal plane lead to higher efficiency of charge injection in the nanosheets so that its intrinsic activity towards the HER can be measured. We demonstrate that onset potentials and Tafel slopes of ∼-0.1 V and ∼50 mV per decade can be achieved from 2H-phase catalysts where only the basal plane is exposed. We show that efficient charge injection and the presence of naturally occurring sulfur vacancies are responsible for the observed increase in catalytic activity of the 2H basal plane. Our results provide new insights into the role of contact resistance and charge transport on the performance of two-dimensional MoS2 nanosheet catalysts for the HER.
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
飞来燕雀三只完成签到,获得积分10
刚刚
无限数据线完成签到,获得积分10
刚刚
典雅的觅儿完成签到,获得积分10
刚刚
不愿完成签到,获得积分20
1秒前
jj完成签到,获得积分10
1秒前
NIJJJJJIA完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
kunnao完成签到,获得积分10
2秒前
bkagyin应助七岁就很丑采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
XING发布了新的文献求助20
4秒前
科研通AI6应助BW打工仔采纳,获得30
4秒前
Owen应助胡大嘴先生采纳,获得10
4秒前
4秒前
桐桐应助迷人的爆米花采纳,获得10
5秒前
5秒前
恶毒的婆婆完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
zszz完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
达文西完成签到,获得积分10
7秒前
XBJ发布了新的文献求助10
8秒前
艾七七发布了新的文献求助10
8秒前
方汀发布了新的文献求助30
8秒前
华仔应助自由的中蓝采纳,获得10
8秒前
科研通AI6应助缥缈树叶采纳,获得20
9秒前
yy完成签到,获得积分10
9秒前
学术虫完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
小可发布了新的文献求助10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
nsk发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
向阳而生完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
66完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
小蘑菇应助孙木楠采纳,获得10
12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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
碳中和关键技术丛书--二氧化碳加氢 600
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 5660641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4835016
关于积分的说明 15091506
捐赠科研通 4819242
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2579181
邀请新用户注册赠送积分活动 1533670
关于科研通互助平台的介绍 1492441