缺陷工程 PtSe2 中硒空位的优异 HER 与 OER 催化性能：从模拟到实验
材料科学
2023-09-07 v1
摘要
面对严峻的气候变化与巨大的能源需求，催化剂因其在减少化石燃料消耗方面的显著作用而愈发重要。通过水分解的氢析出反应（Hydrogen Evolution Reaction, HER）与氧析出反应（Oxygen Evolution Reaction, OER）是生产清洁可持续能源的可行途径。本文系统探究了 PtSe2 中硒缺陷的原子结构及相关 STM 图像，详细预测了变条件下空位的平衡分数。此外，我们发现空位具有高度动力学稳定性，不会恢复或聚集。与 Pt(111) 相比，PtSe2 中的硒空位可显著增强 HER 性能，甚至优于 Pt(111)。进而，我们首次揭示含硒空位的 PtSe2 单层亦是良好的 OER 催化剂。硒空位的优异双极催化性能经实验测量进一步确认：我们通过 CVD 工艺在 773 K 下直接硒化 Pt 箔制备缺陷 PtSe2，随后一系列测量观察到缺陷 PtSe2 的 HER 与 OER 性能远高于 Pt 箔。这项兼具有力理论与实验研究的工作表明，含硒缺陷的 PtSe2 是 HER 与 OER 的理想双极候选材料。
引用
@article{arxiv.2309.02973,
title = {Excellent HER and OER Catalyzing Performance of Se-vacancies in Defects-engineering PtSe2: From Simulation to Experiment},
author = {Yuan Chang and Panlong Zhai and Jungang Hou and Jijun Zhao and Junfeng Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02973},
year = {2023}
}