Dual-Atom Co/Ni Electrocatalyst Anchored at the Surface-Modified Ti3C2Tx MXene Enables Efficient Hydrogen and Oxygen Evolution Reactions

电催化剂 析氧 MXenes公司 催化作用 材料科学 电化学 化学工程 分解水 吸附 无机化学 纳米技术 化学 物理化学 电极 有机化学 工程类 光催化
作者
Xin Zhao,Wanpeng Li,Yanhui Cao,Arsenii S. Portniagin,Bing Tang,Shixun Wang,Qi Liu,Denis Y. W. Yu,Xiaoyan Zhong,Xuerong Zheng,Andrey L. Rogach
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (5): 4256-4268 被引量:147
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c09639
摘要

Dual-atom catalytic sites on conductive substrates offer a promising opportunity for accelerating the kinetics of multistep hydrogen and oxygen evolution reactions (HER and OER, respectively). Using MXenes as substrates is a promising strategy for depositing those dual-atom electrocatalysts, if the efficient surface anchoring strategy ensuring metal-substrate interactions and sufficient mass loading is established. We introduce a surface-modification strategy of MXene substrates by preadsorbing L-tryptophan molecules, which enabled attachment of dual-atom Co/Ni electrocatalyst at the surface of Ti3C2Tx by forming N–Co/Ni-O bonds, with mass loading reaching as high as 5.6 wt %. The electron delocalization resulting from terminated O atoms on MXene substrates, N atoms in L-tryptophan anchoring moieties, and catalytic metal atoms Co and Ni provides an optimal adsorption strength of intermediates and boosts the HER and OER kinetics, thereby notably promoting the intrinsic activity of the electrocatalyst. CoNi-Ti3C2Tx electrocatalyst displayed HER and OER overpotentials of 31 and 241 mV at 10 mA cm–2, respectively. Importantly, the CoNi-Ti3C2Tx electrocatalyst also exhibited high operational stability for both OER and HER over 100 h at an industrially relevant current density of 500 mA cm–2. Our study provided guidance for constructing dual-atom active metal sites on MXene substrates to synergistically enhance the electrochemical efficiency and stability of the energy conversion and storage systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
nicheng完成签到 ,获得积分0
刚刚
小羊完成签到,获得积分0
4秒前
drtianyunhong完成签到,获得积分10
10秒前
清风细雨完成签到 ,获得积分10
11秒前
冰刀完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
无情的山雁完成签到 ,获得积分10
15秒前
jackhlj完成签到,获得积分10
18秒前
趁热拿铁完成签到 ,获得积分10
19秒前
柯彦完成签到 ,获得积分10
21秒前
欣喜的涵柏完成签到 ,获得积分10
21秒前
Juzco完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
香蕉觅云应助NTz采纳,获得10
30秒前
32秒前
Leanne应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
TTTTT完成签到 ,获得积分10
37秒前
mimilv发布了新的文献求助10
40秒前
昏睡的衬衫完成签到,获得积分10
41秒前
笨笨水儿完成签到 ,获得积分10
41秒前
科研摆渡人完成签到,获得积分10
51秒前
jennie完成签到 ,获得积分10
54秒前
55秒前
56秒前
NTz发布了新的文献求助10
1分钟前
somehow完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研通AI6.1应助六六采纳,获得10
1分钟前
时尚的未来完成签到 ,获得积分10
1分钟前
安雯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
mimilv完成签到,获得积分10
1分钟前
哈哈完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Maestro_S发布了新的文献求助10
1分钟前
张学友发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
Droplet完成签到,获得积分10
1分钟前
HCT完成签到,获得积分10
1分钟前
Maestro_S发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
Impact of Storage Orientation and Duration on Prefilled Syringe Performance: Break-Loose and Glide Forces, and Injection Time Across Multiple Time Points 360
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 300
Upland Kenya wild flowers and ferns: a flora of the flowers, ferns, grasses, and sedges of highland Kenya 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6663032
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8413090
关于积分的说明 17984387
捐赠科研通 5866946
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2974950
邀请新用户注册赠送积分活动 1950864
关于科研通互助平台的介绍 1876592