设计高效的非贵金属催化剂对于电催化能量转化过程,比如ORR,OER和HER至关重要.多功能的催化剂需要复杂且耗时的材料设计,本文通过简单水热生长和硫化结合的策略构建了MXene基底结合CoS_(2)活性位点的高效催化界面.由一维CoS_(2)纳米线...设计高效的非贵金属催化剂对于电催化能量转化过程,比如ORR,OER和HER至关重要.多功能的催化剂需要复杂且耗时的材料设计,本文通过简单水热生长和硫化结合的策略构建了MXene基底结合CoS_(2)活性位点的高效催化界面.由一维CoS_(2)纳米线和二维MXene纳米片组成的多维CoS_(2)@MXene电催化剂,具有分层结构(大的比表面积和丰富的活性位点),优化的空间电子结构(高本征活性)和高结合强度(优异的稳定性).因此,在ORR,OER和HER催化过程中都展示了优异的电催化活性,ORR的半波电位是0.80 V,OER和HER达到10 mA cm^(-2)的过电位分别为270和175 mV.对于电化学水分解,CoS_(2)@MXene需要1.63 V就能达到10 mA cm^(-2).以CoS_(2)@MXene为空气电极组装的固态锌空气电池也展示了低充放电电压差(在1 mA cm^(-2)为0.53 V)和高稳定性(能循环60圈,20 h),且两节串联的固态锌空气电池即可驱动水分解.因此,这项工作为多功能催化剂的设计和应用提供了新思路.展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China (51871119 and 51901100)the High-Level Entrepreneurial and Innovative Talents Program of Jiangsu Province,Jiangsu Provincial Funds for Natural Science Foundation (BK20170793 and BK20180015)+2 种基金the Six Talent Peak Project of Jiangsu Province (2018-XCL-033)China Postdoctoral Science Foundation (2018M640481 and 2019T120426)the Foundation of Graduation Innovation Center in NUAA (kfjj20190609)。
文摘设计高效的非贵金属催化剂对于电催化能量转化过程,比如ORR,OER和HER至关重要.多功能的催化剂需要复杂且耗时的材料设计,本文通过简单水热生长和硫化结合的策略构建了MXene基底结合CoS_(2)活性位点的高效催化界面.由一维CoS_(2)纳米线和二维MXene纳米片组成的多维CoS_(2)@MXene电催化剂,具有分层结构(大的比表面积和丰富的活性位点),优化的空间电子结构(高本征活性)和高结合强度(优异的稳定性).因此,在ORR,OER和HER催化过程中都展示了优异的电催化活性,ORR的半波电位是0.80 V,OER和HER达到10 mA cm^(-2)的过电位分别为270和175 mV.对于电化学水分解,CoS_(2)@MXene需要1.63 V就能达到10 mA cm^(-2).以CoS_(2)@MXene为空气电极组装的固态锌空气电池也展示了低充放电电压差(在1 mA cm^(-2)为0.53 V)和高稳定性(能循环60圈,20 h),且两节串联的固态锌空气电池即可驱动水分解.因此,这项工作为多功能催化剂的设计和应用提供了新思路.
