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Chem. Eng. J.: 獨(dú)特核殼結(jié)構(gòu)的MOF-CoSe2@MoSe2用于電催化全分解水

電催化水分解是一種非常有發(fā)展前景和可持續(xù)的方法，其可以將氫氣作為清潔的無(wú)碳燃料。為了開(kāi)發(fā)有效的電催化水分解系統(tǒng)，必須通過(guò)使用能夠支持析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)的電催化劑來(lái)最小化該反應(yīng)的過(guò)電位。

韓國(guó)首爾東國(guó)大學(xué)Young-Kyu Han、仁荷大學(xué)Yun Suk Huh等報(bào)道了一種Co-MOF衍生的核殼結(jié)構(gòu)催化劑(MOF-CoSe₂@MoSe₂)，其能夠高效穩(wěn)定電催化分解水。

作者通過(guò)在導(dǎo)電MOF上均勻生長(zhǎng)MoSe₂ 2D納米片構(gòu)建核殼結(jié)構(gòu)，以防止納米片聚集并促進(jìn)快速有效的界面電荷轉(zhuǎn)移，并且提供了許多活性位點(diǎn)。

另外，MoSe₂修飾CoSe₂納米薄片增加了活性位點(diǎn)。MOF-CoSe₂@MoSe₂納米結(jié)構(gòu)中，MoSe₂納米片和碳布(CC)之間的低散射電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生單向?qū)щ娡罚琈oSe₂的多孔二維納米片能夠與電解質(zhì)密切接觸，因此可以在核殼結(jié)構(gòu)中更有效地使用豐富的反應(yīng)位點(diǎn)，從而最大限度地減少離子擴(kuò)散長(zhǎng)度。

獨(dú)特的CC/MOF-CoSe₂@MoSe₂二維納米結(jié)構(gòu)結(jié)合了不同相的優(yōu)點(diǎn)，并在MOF-CoSe₂的中心核和MoSe₂殼的外部之間建立了強(qiáng)大的界面連接，具有在堿性介質(zhì)中對(duì)OER和HER的雙功能電化學(xué)活性。

CC/MOF-CoSe₂@MoSe₂核殼納米結(jié)構(gòu)具有出色的HER和OER性能，在電流密度為10 mA cm^-2時(shí)，電極上的過(guò)電位分別為109.87 mV和183.81 mV。在長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試中，在24小時(shí)內(nèi)，CC/MOF-CoSe₂@MoSe₂在1.53 V和1.76 V的低電壓下，分別達(dá)到10 mA cm^-2和50 mA cm^-2的電流密度。

Co-metal-organic framework derived CoSe₂@MoSe₂ core-shell structure on carbon cloth as an efficient bifunctional catalyst for overall water splitting. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.132379

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Chem. Eng. J.: 獨(dú)特核殼結(jié)構(gòu)的MOF-CoSe2@MoSe2用于電催化全分解水

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