400-823-0080
info@biofabrication.cn     
当前位置: 主页 > 动态资讯 > 学术动态 > 长春理工大学董相廷&殷端端Int. J. Hydrogen Energy:Mo2C/Co/CoO-NHCNFs的制备及其作为析氢反应电催化剂的应用

长春理工大学董相廷&殷端端Int. J. Hydrogen Energy:Mo2C/Co/CoO-NHCNFs的制备及其作为析氢反应电催化剂的应用

学术动态    2023-01-11 08:47

DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.06.284

 

氢气是现有化石燃料的理想替代品,电化学催化析氢因其稳定性和有效性而受到广泛关注。然而,设计和制备具有可控结构和组成的高活性无贵金属电催化剂以实现高效析氢反应(HER)仍然是一项重大挑战。在此,本研究首先通过简便的同轴静电纺丝和煅烧工艺设计并制备了具有钴组分(Co和CoO)掺杂调节Mo2C的N掺杂中空碳纳米纤维(标记为Mo2C/Co/CoO-NHCNFs)。一维导电碳主体、中空结构以及CoO、Co和Mo2C之间的协同效应可以共同促进电子转移、增加活性位点的暴露并调整活性位点的电子结构,从而获得优异的HER性能。优化后的催化剂具有101.27m2/g的高比表面积。同时,在1.0M KOH中于10mA/cm2电流密度下的低过电位为143mV,塔菲尔斜率低至74mV/dec。令人满意的是,与掺杂Mo2C的掺氮碳纳米纤维(称为Mo2C-NCNFs)相比,在相同电流密度下,其过电位降低了231mV。此外,Mo2C/Co/CoO-NHCNFs还表现出优异的长期稳定性。本文阐明了Mo2C/Co/CoO-NHCNFs的形成机理,并确立了构建技术。总体而言,本研究提出的设计理念和简单经济的方法对HER电催化剂的开发具有重要意义。

 

 

图1.Mo2C/Co/CoO-NHCNFs的(a,b)SEM图像、(c)TEM图像、(d)XRD图谱、(f)HRTEM图像和(g)EDS元素分布图;(e)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs、Mo2C-NHCNFs和Co-NHCNFs的拉曼光谱。

 

图2.(a)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs、Mo2C-NHCNFs和Co-NHCNFs的XPS全扫描光谱;(b)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs和Mo2C-NHCNFs的Mo3d XPS光谱;(c)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs和Co-NHCNFs的Co2p XPS光谱;Mo2C/Co/CoO-NHCNFs、Mo2C-NHCNFs和Co-NHCNFs的(d)N1s、(e)C1s和(h)O1s XPS光谱。

 

图3.在1.0M KOH中的HER测量结果。(a)扫描速率为10mV/s时的LSV极化曲线;(b)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs、Co-NHCNFs、Mo2C-NHCNFs和Pt/C的Tafel斜率;(c)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs、Co-NHCNFs和Mo2C-NHCNFs的EIS光谱和(d)Cdl;(e)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs在Ni泡沫上的稳定性测试,负载量为5mg/cm2;(f)Mo2C/Co/CoO-NHCNFs/NF和NF的HER极化曲线;(g)不同碳化钼基和碳基电催化剂在10mA/cm2下的过电位以及(h)对应Tafel斜率的比较。

关注官方社交平台
400-823-0080
周一到周日 9:00-21:00
友情链接: 易丝帮 |Ucalery |
版权所有 © 北京永康乐业公司     京ICP备13046089号-4