Publication detail

Deposition and in-situ formation of nanostructured Mo2C nanoparticles on graphene nanowalls support for efficient electrocatalytic hydrogen evolution

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Alloys and Compounds

Publisher name: Elsevier Science SA

Place: Lausanne

Page from-to: 172891

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Depozice a in situ tvorba nanostrukturovaných nanočástic Mo2C na grafenových nanostěnách podporující efektivní elektrokatalytický vývoj vodíku	Aby se urychlil přechod na zelenou ekonomiku založenou na vodíku, měly by být upraveny účinnější a nákladově efektivnější elektrokatalyzátory. Mezi ně patříkarbidy přechodných kovů, zejména Mo2C, jenž získaly významnou pozornost ve vědecké komunitě kvůli jejich hojnosti a potenciálu pro vysoký výkon v reakci vývoje vodíku (HER). Tato studie zavádí přístup zdola nahoru zahrnující chemickou depozici par, impregnaci v rozpouštědle obsahujícím prekurzor Mo a procesy tepelného žíhání za účelem nauhličení nanostruktur Mo ukotvených na vertikálních nosičích nanostěn z grafenu (GNW). Role GNW je ve výše uvedených procesech zdůrazněna. Za prvé, poskytují na svých okrajích hojná defektní místa, která usnadňují vazbu molekul kovových sloučenin. Za druhé, poskytují druhy C během procesu žíhání, které migrují a reagují s přechodným kovem za účelem jeho nauhličení. Fungují tedy jako prekurzor C i jako podpůrný systém. Elektrochemická charakterizace ukazuje, že hybridy mohou být velmi účinnými elektrokatalyzátory pro reakci vývoje vodíku v kyselém elektrolytu. Při použití jako katoda v článku vyžaduje pouze − 141 mV k vytvoření 10 mA/cm2 a vykazuje vynikající stabilitu po hodinách provozu, díky čemuž jsou vysoce slibné pro praktické aplikace. Tato studie připravuje cestu pro návrh hybridních nanostruktur využívajících depozici nanokatalyzátorů na trojrozměrné grafenové nosiče. Takový pokrok má velký potenciál pro podporu rozvoje udržitelných a účinných systémů výroby vodíku.	reakce vývoje vodíku; karbid molybdenu; grafenové nanostěny; defekty grafenu
eng	Deposition and in-situ formation of nanostructured Mo2C nanoparticles on graphene nanowalls support for efficient electrocatalytic hydrogen evolution	To accelerate the transition to a green economy based on hydrogen, more efficient and cost-effective electrocatalysts should be adapted. Among them, transition metal carbides, particularly Mo2C, have gained significant attention within the scientific community due to their abundance and potential for high performance in the hydrogen evolution reaction (HER). This study introduces a bottom-up approach involving chemical vapor deposition, impregnation in solvent containing the Mo precursor and thermal annealing processes to carburize the Mo nanostructures anchored on vertical graphene nanowalls supports (GNWs). The role of GNWs is highlighted in the above processes. First, they provide abundant defective sites on their edges, which facilitate the binding of the metal compound molecules. Second, they provide C species during the annealing process which migrate and react with the transition metal to carburize it. Thus, they act as both C precursor and support system. Electrochemical characterization shows that the hybrids can be very efficient electrocatalysts towards hydrogen evolution reaction in acid electrolyte. When used as a cathode in a cell, it requires only -141 mV to generate 10 mA/cm2 and shows excellent stability after hours of operation, making them highly promising for practical applications. This study paves the way for the design of hybrid nanostructures, utilizing nanocatalyst deposition on three-dimensional graphene supports. Such advancements hold great potential for driving the development of sustainable and efficient hydrogen production systems.	Hydrogen evolution reaction; Molybdenum carbide; Graphene nanowalls; Graphene defects

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links