Nitrogen-Doped Porous Carbon Nanosheets Strongly Coupled with Mo2C Nanoparticles for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution
Nitrogen-Doped Porous Carbon Nanosheets Strongly Coupled with Mo2C Nanoparticles for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution
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氮掺杂多孔碳纳米片与 Mo2C 纳米粒子强耦合用于高效电催化析氢
DOI：
10.1186/s11671-019-3147-z
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发表时间：
2019-10
影响因子：
--
通讯作者：
Zhai Junyi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lei Ying;Yang Yong;Liu Yudong;Zhu Yaxing;Jia Mengmeng;Zhang Yang;Zhang Ke;Yu Aifang;Liu Juan;Zhai Junyi
开发富含稀土、无贵金属的电解水催化剂是可再生氢气生产的关键。本文采用氢氧化钾活化碳复合材料的新方法，合成了一种高比表面积为1380m2g−1的掺氮多孔碳纳米片偶联Mo2C/NPC电催化剂。KOH在刻蚀MoS_2生成Mo前驱体的过程中起着关键作用，同时它会腐蚀碳形成多孔结构，并产生H_2和CO等还原气体。得到的Mo2C/NPC杂交体在酸性溶液中表现出了良好的HER活性，在电流密度为10 mA cm 2时的过电位为16 6 mV，起始过电位为93−mV，Tafel斜率为68 mV至12 −1，并具有显著的长期循环稳定性。该方法可能为制备其他用于能量转换和储存的金属碳化物/碳杂化材料提供一种很有前途的策略。
Exploring earth-abundant and noble metal-free catalysts for water electrolysis is pivotal in renewable hydrogen production. Herein, a highly active electrocatalyst of nitrogen-doped porous carbon nanosheets coupled with Mo2C nanoparticles (Mo2C/NPC) was synthesized by a novel method with high BET surface area of 1380 m2g−1using KOH to activate carbon composite materials. The KOH plays a key role in etching out MoS2to produce Mo precursor; simultaneously, it corrodes carbon to form porous structure and produce reducing gas such as H2and CO. The resulting Mo2C/NPC hybrid demonstrated superior HER activity in acid solution, with the overpotential of 166 mV at current density of 10 mA cm−2, onset overpotential of 93 mV, Tafel slope of 68 mV dec−1, and remarkable long-term cycling stability. The present strategy may provide a promising strategy to fabricate other metal carbide/carbon hybrids for energy conversion and storage.
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