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Nature子刊：谢夫尔相电极可在2500 mA cm-2稳定析氢，双界面工程功不可没！

时间：2022-11-11 来源： 浏览：

Nature子刊：谢夫尔相电极可在2500 mA cm-2稳定析氢，双界面工程功不可没！

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构建在大电流密度下长时间工作的稳定电极对于水电解的工业化至关重要。然而，大电流密度下，特别是在长期运行过程中气泡的快速脱离通常会导致电催化剂的剥离和性能的降低。因此，通过增强电催化剂-载体和减弱电催化剂-气泡界面力来提高电极的机械稳定性具有重要意义。
基于此， 清华大学刘碧录 课题组制备了一种机械稳定的CuMo 6 S 8 /Cu电极，其中谢夫尔相CuMo 6 S 8 由在泡沫Cu上原位生长的2H相MoS 2 衍生而来。
实验结果表明，CuMo 6 S 8 /Cu催化剂具有较强的电催化剂-载体结合力和较弱的电催化剂-气泡结合力。此外，CuMo 6 S 8 /Cu催化剂具有良好的电化学性能，其在2500 mA cm -2 电流密度下的过电位为334 mV，并且在2500 mA cm -2 下稳定工作100 h而没发生明显的性能下降。
利用原位红外光谱，研究人员定量描述了CuMo 6 S 8 /Cu催化剂在大电流密度下的力学稳定性。结果表明，CuMo 6 S 8 /Cu催化剂上的剥离程度比Pt/C电极小近4倍。
理论计算表明，CuMo 6 S 8 具有良好的金属性能和较高的活性，有效地促进了界面电子输运和析氢动力学，进而提高了电催化HER活性。综上，该项工作详细阐述了催化剂界面性质对电极稳定性和电化学性能的影响，并且所提出的界面工程策略有望用于其他涉及气体的电化学反应，以构建稳定高效的电极。
Dual interfacial engineering of a Chevrel phase electrode material for stable hydrogen evolution at 2500 mA cm −2 . Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-34121-y
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