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安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)-葉盛老師課題組

發(fā)布時間：2025-01-10

第一作者：劉夢夢

通訊作者：葉盛

文章名稱：《Accelerating H* desorption of hollow Mo2C nanoreactor via in-situ grown carbon dots for electrocatalytic hydrogen evolution》

影響因子：14.0

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2024.04.045

01老師簡介

葉盛老師在Joule, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.等國際期刊發(fā)表相關(guān)成果58篇，總引用數(shù)3200余次。2018年入選中國博士后創(chuàng)新人才支持計劃（“博新計劃”），2023年入選安徽省青年拔尖人才。主持國家自然科學(xué)基金面上項目、國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目、安徽省重點研究與開發(fā)計劃項目等項目。

02論文研究背景

為了解決化石燃料使用帶來的環(huán)境污染和能源危機(jī)，迫切需要開發(fā)清潔可再生能源。氫能因其零碳排放、可再生、高能量密度等優(yōu)點被認(rèn)為是化石燃料的最佳替代品。電催化水裂解作為一種很有前途的制氫技術(shù)得到了廣泛的研究。目前，Ir、Ru、Pt等貴金屬基催化劑已廣泛應(yīng)用于制氫研究。然而，儲量少、成本高限制了其廣泛應(yīng)用。因此，開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的非貴金屬基電催化劑勢在必行。

03論文摘要

碳化鉬（Mo2C）具有與鉑相似的電子結(jié)構(gòu)，是一種很有前途的非貴金屬析氫反應(yīng)電催化劑。然而，Mo位點的強(qiáng)H*吸附阻礙了HER性能的提高。在此，我們合成了單分散空心Mo2C納米反應(yīng)器，其中碳點（CD）通過滲碳反應(yīng)在Mo2C表面原位形成。通過有限元模擬和分析，CD@Mo2C比單獨的Mo2C具有更好的中尺度擴(kuò)散性能。優(yōu)化后的CD@Mo2C納米反應(yīng)器在堿性電解液中表現(xiàn)出優(yōu)異的HER性能，過電位為57 mV， 10 mA cm2，優(yōu)于大多數(shù)Mo2C基電催化劑。此外，通過Raman和x射線衍射（XRD）證實，CD@Mo2C在240 h內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性。密度泛函理論（DFT）計算表明，碳點使CD@Mo2C的d帶中心偏離費米能級，促進(jìn)了水的解離和H*的解吸。本研究為通過調(diào)節(jié)Mo-H鍵的強(qiáng)度來制備高活性Mo基HER電催化劑提供了一種合理的策略。