多空位MoSe₂纳米片

1000 mA cm⁻² 下工作 650 h

通过 He⁺ 离子辐照在惰性基面上同时引入多种空位，提高电导率并降低水分解能垒，使 MoSe₂ 纳米片阵列在大电流密度下实现高效稳定析氢。

Huang, Liqiu · Guo, Wei · Jiaqi, Wang · Li, Derun · Jia, Shuangfeng · Shixin, Wu · Jiang, Tao · Guo, Yakun · Liu, Yichao · Ren, Feng

Advanced Energy Materials 2023

具体参数

过电位

{'zh': '90', 'en': '90'} mV

Tafel 斜率

{'zh': '49', 'en': '49'} mV dec⁻¹

稳定性

{'zh': '650', 'en': '650'} h

技术优势

工业电流密度下稳定

在 1000 mA cm⁻² 下可连续工作 650 小时，而原始样品仅数小时，满足工业电解水对寿命的要求。

过电位低

在 10 mA cm⁻² 时过电位仅 90 mV，优于许多文献报道的 TMD 催化剂。

Tafel 斜率小

Tafel 斜率为 49 mV dec⁻¹，表明反应动力学快，有利于大电流下工作。

基面空位激活

DFT 计算表明，单 Se 和单 Mo 空位提高电导率，降低水分解和质子吸附能垒，从根本上激活惰性基面。

应用场景

• 碱性电解水：提供大电流密度下长寿命的析氢催化剂，降低电解水制氢的能耗和维护成本。
• 工业析氢电极：可直接作为工业电极的活性材料，在 1000 mA cm⁻² 下工作 650 小时，替代不稳定或昂贵的催化剂。
• 电化学储能：用于储能系统中需要高效析氢反应的场景，例如电解水储氢。
• 燃料电池：析氢催化剂可用于燃料电池的逆反应（电解水制氢），提高整体效率。