面向高效电化学析氢反应的工程化MoSe2基异质结构
材料科学
2019-05-29 v1
摘要
二维过渡金属二硫属化物正作为高效且低成本的析氢反应（HER）电催化剂崭露头角。然而，仅其三角棱柱相的边缘位点表现出HER电催化性质，而缺乏缺陷/不饱和位点的基面无活性。在此，我们通过设计和工程化由溶液法制备的单层/少层MoSe2薄片与碳纳米材料（石墨烯或单壁碳纳米管（SWNTs））组成的异质结构，解决增加电催化位点数量这一关键挑战。构成异质结构的材料间的电化学耦合有效增强了原生MoSe2薄片的HER电催化活性。通过整体异质结构堆叠优化MoSe2薄片的质量负载及其电极组装，在100mV过电位下提供了10mAcm-2的阴极电流密度、63mVdec-1的塔菲尔斜率和0.203 Acm-2的交换电流密度（j0）。此外，利用氢环境下电极热退火和正丁基锂化学浴分别使MoSe2薄片基面织构化（通过产生Se空位）并实现原位半导体到金属相转换，从而激活新的HER电催化位点。所工程化电极显示出j0增强4.8倍且塔菲尔斜率降至54mVdec-1。
引用
@article{arxiv.1903.08951,
title = {Engineered MoSe2-based heterostructures for efficient electrochemical hydrogen evolution reaction},
author = {Leyla Najafi and Sebastiano Bellani and Reinier Oropesa-Nuñez and Alberto Ansaldo and Mirko Prato and Antonio Esau Del Rio Castillo and Francesco Bonaccorso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08951},
year = {2019}
}