优化活性位点的吸氢吉布斯自由能(ΔGH)是提高电催化析氢反应(HER)过电位的关键。
近日,台州学院钟文武教授报道了将S掺杂到类石墨烯Co0.85Se中,发现其活性中心发生了反转(从阳离子Co位到阴离子S位),这有助于增强其本征HER电催化性能。
文章要点
1)密度泛函计算(DFT)结果显示,原始Co0.85Se的活性中心是阳离子Co位点(ΔGH=0.431 eV),而阴离子S在掺杂后成为高活性位点(ΔGH=0.067 eV),这极大地促进了反应势垒的降低。
2)实验结果表明,优化后的硫掺杂Co0.85Se具有较低的过电位和Tafel斜率,优于其他Co0.85Se基电催化剂。此外,由类石墨烯状纳米结构形成的纳米颗粒暴露出更多的活性位点,这也有利于其电催化性能。
这项工作揭示了反转活性位点对优化电催化活性的重要意义,并可推广到其他相关的过渡金属硫属化合物。
参考文献
Shijie Shen, et al, Reversed active sites boost the intrinsic activity of graphene-like cobalt selenide for hydrogen evolution, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202102961
https://doi.org/10.1002/anie.202102961
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