近日,湖南大学先进炭材料研究中心李轩科教授在国际顶级期刊Advanced Energy Materials (影响因子:25.245) 上发表题为“Ni‐Activated Transition Metal Carbides for Efficient Hydrogen Evolution in Acidic and Alkaline Solutions”的封面文章。该工作通过引入吸附Ni在TMC表面(M = V,Fe,Cr和Mo)显著增加了催化剂的活性位点数量和本征催化活性。这一普适性的Ni活化策略使得催化剂在酸碱性环境中都表现出优异的电催化性能和稳定性:在10 mA cm-2时,Ni-GF/VC和Ni-GF/Fe3C催化剂在1 M KOH中的过电势分别为128和93 mV,在0.5 M H2SO4中的过电势分别为111和112 mV。即使在150 mA cm-2时,它们在碱性溶液中的过电势也分别低至270和291 mV, 可以媲美Pt/C催化剂。通过密度泛函理论计算和X射线吸收精细结构分析,这种Ni原子以团簇的形式吸附于TMC的C位点,有效地优化了TMC的d带电子结构、显著降低了Volmer和Heyrovsky过程的能垒。
该论文第一作者为湖南大学材料科学与工程学院博士研究生杨晨帆,通讯作者为湖南大学李轩科教授、德国锡根大学杨年俊博士和武汉科技大学张琴副教授。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202002260
文章来源:湖南大学