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Nano Energy：Ru單原子摻入連續MoS2-Mo2C異質結構用于高性能和穩定的水分解

將金屬單原子整合成納米結構是一種新方法，這可以激發活性中心的數量和類型，以提高水分解中析氫反應(HER)和析氧反應(OER)的催化活性。韓國全北國立大學的Nam Hoon Kim和Joong Hee Lee等人提出了一種基于連續硫化鉬–碳化物異質結構的納米片，通過有效的合成策略,該納米片摻入了Ru原子(2.02 at%)，并包裹在高導電性1D TiN納米棒陣列(Ru-MoS₂-Mo₂C/TiN)上以形成3D分級多孔材料。?

Ru-MoS₂-Mo₂C/TiN呈現出一種包覆完整的核殼結構，Ru原子分布均勻，內相和外相之間具有良好的相互作用。大量垂直生長的納米片形成獨特的開放多孔結構，可以暴露更多的電活性位點和邊緣，這更有利于傳質。?

理論計算結果表明，獨特的連續MoS₂-Mo₂C異質結構形成產生了特殊的協同效應，提供了大量具有合理吸附能的多個電活性位點，另外，MoS₂和Mo₂C上的Ru單原子分別為OER和HER的主要活性位點。Ru-MoS₂-Mo₂C/TiN電極中各材料產生協同作用，電子結構和催化活性得到了優化，在1.0 M KOH溶液中，當電流密度為10?mA?cm^-2時，OER和HER的過電位分別為280 mV 和25 mV。其優異的催化活性歸因于電極大的電化學活性表面積和快速的電荷轉移能力。Ru-MoS₂-Mo₂C/TiN是一種優異的電化學水分解雙功能電催化劑。

Rutheniumsingle atoms implanted continuous MoS₂-Mo₂C heterostructurefor high-performance and stable water splitting. Nano Energy, 2021, DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106277.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106277

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