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Enhanced catalytic activity in strained chemically exfoliated WS2 nanosheets for hydrogen evolution

催化作用 电催化剂 材料科学 制氢 化学工程 铂金 分解水 电解水 金属 纳米技术 电解 化学 电化学 光催化 冶金 电极 物理化学 电解质 有机化学 工程类
作者
Damien Voiry,Hisato Yamaguchi,Junwen Li,Rafael Silva,Diego C. B. Alves,Takeshi Fujita,Mingwei Chen,Tewodros Asefa,Vivek B. Shenoy,Goki Eda,Manish Chhowalla
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:12 (9): 850-855 被引量:2604
标识
DOI:10.1038/nmat3700
摘要

Efficient evolution of hydrogen through electrocatalysis at low overpotentials holds tremendous promise for clean energy. Hydrogen evolution can be easily achieved by electrolysis at large potentials that can be lowered with expensive platinum-based catalysts. Replacement of Pt with inexpensive, earth-abundant electrocatalysts would be significantly beneficial for clean and efficient hydrogen evolution. To this end, promising results have been reported using 2H (trigonal prismatic) XS₂ (where X = Mo or W) nanoparticles with a high concentration of metallic edges. The key challenges for XS₂ are increasing the number and catalytic activity of active sites. Here we report monolayered nanosheets of chemically exfoliated WS₂ as efficient catalysts for hydrogen evolution with very low overpotentials. Analyses indicate that the enhanced electrocatalytic activity of WS₂ is associated with the high concentration of the strained metallic 1T (octahedral) phase in the as-exfoliated nanosheets. Our results suggest that chemically exfoliated WS₂ nanosheets are interesting catalysts for hydrogen evolution.
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