Termination-acidity tailoring of molybdenum carbides for alkaline hydrogen evolution reaction

过电位 塔菲尔方程 催化作用 制氢 碳化物 过渡金属 铂金 分解水 化学 电催化剂 电解水 化学工程 电解质 无机化学 材料科学 电解 冶金 有机化学 电化学 物理化学 电极 光催化 工程类
作者
Zhi‐Gang Chen,Minghao Yang,Yifan Li,Wenbin Gong,Juan Wang,Tong Liu,Chunyu Zhang,Shuang Hou,Guang Yang,Hao Li,Ye Jin,Chunyan Zhang,Zhongqing Tian,Fancheng Meng,Yi Cui
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1) 被引量:25
标识
DOI:10.1038/s41467-025-55854-6
摘要

Transition-metal carbides have been advocated as the promising alternatives to noble-metal platinum-based catalysts in electrocatalytic hydrogen evolution reaction over half a century. However, the effectiveness of transition-metal carbides catalyzing hydrogen evolution in high-pH electrolyte is severely compromised due to the lowered proton activity and intractable alkaline-leaching issue of transition-metal centers. Herein, on the basis of validation of molybdenum-carbide model-catalyst system by taking advantage of surface science techniques, Mo2C micro-size spheres terminated by Al3+ doped MoO2 layer exhibit a notable performance of alkaline hydrogen evolution with a near-zero onset-potential, a low overpotential (40 mV) at a typical current density of 10 mA/cm2, and a small Tafel slope (45 mV/dec), as well as a long-term stability for continuous hydrogen production over 200 h. Advanced morphology and spectroscopy characterizations demonstrate that the local -Al-OH-Mo- structures within Al-MoO2 terminations serve as strong Brønsted acid sites that accelerate the deprotonation kinetics in alkaline HER process. Our work paves an interesting termination-acidity-tailoring strategy to explore cost-effective catalysts towards water electrolysis and beyond. Exploring low-cost, efficient catalysts to replace platinum is crucial for electrocatalytic hydrogen generation. Here, the authors report a termination-acidity strategy that boosts the activity of molybdenum carbides, achieving a low overpotential and sustaining hydrogen generation for over 200 h.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zzx发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
Akim应助Rita采纳,获得10
3秒前
黄任行完成签到,获得积分10
5秒前
辛勤的大帅完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Antonio完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
33cc发布了新的文献求助10
11秒前
风信子完成签到 ,获得积分10
12秒前
畅畅儿歌完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
CodeCraft应助Innogen采纳,获得10
14秒前
liu123完成签到 ,获得积分10
15秒前
YaoHui完成签到,获得积分10
15秒前
18秒前
YaoHui发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
19秒前
小新完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
Atlantis发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
Ryuu发布了新的文献求助10
24秒前
wyx完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
bao完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
111发布了新的文献求助10
26秒前
Jaho完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
甜甜圈发布了新的文献求助10
28秒前
念暖完成签到 ,获得积分10
28秒前
神勇的怜寒应助xiaoshuai采纳,获得10
28秒前
幸福的小面包完成签到,获得积分10
29秒前
hug完成签到,获得积分0
29秒前
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
An overview of orchard cover crop management 1000
二维材料在应力作用下的力学行为和层间耦合特性研究 600
Progress and Regression 400
A review of Order Plesiosauria, and the description of a new, opalised pliosauroid, Leptocleidus demoscyllus, from the early cretaceous of Coober Pedy, South Australia 400
National standards & grade-level outcomes for K-12 physical education 400
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 210
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4819191
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4128204
关于积分的说明 12775943
捐赠科研通 3867722
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2128315
邀请新用户注册赠送积分活动 1149148
关于科研通互助平台的介绍 1044885