开发促进水电解的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)电催化剂对于绿色氢气生产至关重要。近日,全北国立大学Joong Hee Lee、Duy Thanh Tran利用分散在Mo2TiC2Tx/MoS2异质结构上的分子间金属单位配合物诱导增强光解水。
本文要点:
1) 作者设计了铁酞菁(FePc)和氧化钒酞菁(VOPc)的分子间金属单位配合物作为高性能双功能电催化剂,并将其固定在3D MoS2涂覆的MXene Mo2TiC2Tx(MX/MoS2)异质结构上。该催化剂具有独特配位环境和电子定位的有序结构,可以显著增强水的吸附和活化,从而显著加速HER和OER动力学过程。
2) 因此,在1.0 M KOH介质中,混合材料仅需要17.4和300 mV的过电位就可驱动HER的电流密度达到10 mA cm−2和OER的电流密度达到50 mA cm−2。MX/MoS2 FePcVOPc(+,−)电解槽在75°C下7.0 M KOH中的电池电压仅需要1.45 V就可达到10 mA cm−2,此外,其在10/50 mA cm−2中长期运行30小时后,电流保持率为99%/94%。并且其在太阳能供电的水电解系统中实现了19.96%的太阳能氢转化效率。
Phan Khanh Linh Tran et.al ntermolecular Metallic Single-Site Complexes Dispersed on Mo2TiC2Tx/MoS2 Heterostructure Induce Boosted Solar-Driven Water Splitting Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202203844
https://doi.org/10.1002/aenm.202203844