基于Mo2C的電催化劑因其高催化活性而成為鉑貴金屬制氫的有效替代品。然而,Mo2C的催化效率對表面終端、形態和載體等因素高度敏感。因此,開發系統的晶體結構工程方法來精確調節活性,從而提高催化效率和穩定性至關重要。近日,釜山大學Seoung-Ki Lee、全北國立大學Sukang Ba、成均館大學Jae-Hyun Lee采用基于激光的材料加工來調節Mo2C催化劑的微觀結構,重點是粒度控制和開發富晶界(GB)結構,以增強析氫反應(HER)的動力學。
本文要點:
1) 基于激光的熱控制促進了細小均勻分布的Mo2C晶粒(15.6±5 nm)和高密度晶界(130μm-1)的形成。高角度GB占據了大多數Mo2C GB,增強了電化學活性位點,促進了電子轉移,并將功函數轉移到5.10 eV,從而降低了氫吸附能。
2) 此外,電化學測試顯示,過電位顯著降低(10 mA cm?2時為148 mV),塔菲爾斜率改善(67.6 mV dec?1),證實了HER的增強動力學。這種激光誘導的GB工程策略為設計高性能的Mo2C基電催化劑開辟了一條新途徑,推進了下一代氫氣生產技術。
參考文獻:
Seok-Ki Hyeong et.al Artificial Modulation of the Hydrogen Evolution Reaction Kinetics via Control of Grain Boundaries Density in Mo2C Through Laser Processing Adv. Functional Mater. 2025
DOI: 10.1002/adfm.202422918
https://doi.org/10.1002/adfm.202422918