ACS Nano：通过定向电场增强2D材料边缘的电化学活性

成果介绍

2D材料的边缘已经成为很有前途的电化学催化剂系统，但它们的性能仍然落后于贵金属。

有鉴于此，近日，台湾中央研究院Ya-Ping Hsieh等展示了定向电场(OEFs)增强2D材料边缘电化学活性的潜力。本文通过原子工程技术对氟化石墨烯/石墨烯/MoS₂异质结纳米带的边缘进行处理，实现了强的局域OEFs，这一点得到了模拟和空间分辨光谱的证实。根据阻抗谱分析，观察到的边缘OEF使边缘和电解质之间的非均匀电荷转移率提高了2个数量级。从头计算表明，场诱导的反应物吸附能下降是这种改善的原因。本文将OEF增强的边缘反应性应用于析氢反应(HER)，观察到电化学性能显著增强，Tafel斜率降低30%，周转频率提高3倍。本文的研究发现证明了OEFs在调节2D材料边缘的催化性能以适应未来复杂反应方面的潜力。

图文导读

图1. 2D异质结纳米带的形成。

图2. 异质结纳米带中的OEFs。

图3. OEF增强边缘的电化学性能。

图4. 边缘增强OEF的从头算模拟。

图5. OEF增强边缘的电化学HER性能。

文献信息

Enhancing the Electrochemical Activity of 2D Materials Edges through Oriented Electric Fields

（ACS Nano, 2024, DOI:10.1021/acsnano.4c06341）

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c06341