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新研究提出“双自建门控增强电催化析氢”策略

A-A+日期:2022-05-09来源:科技日报    

电催化析氢是目前最有前途的绿色制氢技术之一,是实现可再生清洁能源的重要途径。近日,武汉大学一项关于双自建门控调控电催化析氢活性的最新研究,提出了一种“双自建门控”的策略调控催化剂的电子结构,实现了对催化剂本征活性的极大提升,并以研究性论文的形式,发表在《先进材料》。

电催化析氢反应过程中,缓慢的动力学过程制约着催化反应效率。增加活性位点的本征活性是加快催化反应动力学的有效策略,对于提升催化反应的整体效率具有重要意义。

此项研究中,科研人员以ReS2-WS2/WS2混合异质结作为模型催化剂,其中同时存在ReS2-WS2面内界面和ReS2/WS2层间界面。双自建门控可以双向地调控电荷从WS2转移到ReS2。电荷在混合异质结界面重新分布后,使得ReS2区域富电子,可以平衡中间体吸附和产物解吸,改善催化位点的活性,提高反应动力学。

在6V的栅压调制下,ReS2-WS2/WS2电催化中的过电位和Tafel斜率低至49mV和35mV dec–1,相比于纯WS2催化剂提高了近4倍。双自建门控策略表现出良好的普适性,可以拓展到更多的体系中,如MoS2-WS2/WS2,这为设计先进电催化剂并调控其催化活性提供了新的思路。

相关成果以《双自建门控增强电催化析氢》为题,武汉大学化学与分子科学学院教授付磊、副教授曾梦琪为通讯作者,高等研究院博士研究生朱小会、化学与分子科学学院博士研究生汪晨阳、硕士研究生王亭力为共同第一作者。此项研究工作获得了国家自然科学基金委和中德科学中心的资助。

 

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