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李玉良院士团队:三维柔性“石墨炔/二硫化钼”
点击次数:198 发布时间:2018-05-18 返回

李玉良院士团队Advanced Materials:三维柔性“石墨炔/二硫化钼”新型异质结高效催化剂

1) 在富电子石墨炔(eGDY)表面原位生长超薄二硫化钼(MDS)的三维柔性新型异质结材料(eGDY/MDS);

(2) 两种半导体材料eGDY和MDS组合而成的eGDY/MDS呈现出金属导体特性,得到zui佳自由能(ΔGH),大大提高其本征HER催化性能——在酸性、碱性电解质中下分别仅需128、99 mV的较小过电势即可达到10 mA cm-2的析氢电流;

(3) eGDY/MDS在碱性介质中表现出比Pt/C催化剂更高的催化活性,并且其光电流密度得到了极为显著的提高。

 

2010年李玉良院士团队首次成功合成石墨炔以来,它即被迅速的应用到高效能源转换和储能领域。电催化析氢反应(HER)是一种绿色环保、可持续发展的制氢途径。为了满足日益增长的能源需求,缓解环境压力,需要研发廉价、高效的析氢催化剂,从而推进电催化析氢的工业化进程。具有高催化活性和稳定性的催化剂在从酸性到碱性条件的宽pH范围内,特别是在碱性电解质中与析氧反应催化剂结合以实现全水解,在高质量的析氢反应(HER)中起关键作用。Pt是zui活跃的电催化剂,但具有成本高,缺乏缺陷以及在碱性介质中未得到充分稳定的缺点。受氢化酶结构的启发,二维过渡金属二硫族化合物(TMDCs)已被开发为有希望的HER电催化剂。但是,催化剂仅在酸性条件下表现出更好的催化性能。通过与石墨炔,碳纳米管,碳布和碳纤维等多种导电载体结合,已经作出了众多努力来提高其催化活性,但性能上仍存在不足和缺陷。必须建立新想法以大大提高电催化剂的性能。活性物质与辅助信息之间的电耦合已被认为会增加暴露活性位点的数量,提高电导率,提高催化性能。通过改进电子转移动力学来促进HER动力学。寻找具有高π-电荷的全碳材料至关重要,共轭和富电子结构,增强与TMDCs的相互作用。

 


 

        

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