Tuning the Basal Plane Functionalization of Two-Dimensional Metal Carbides (MXenes) To Control Hydrogen Evolution Activity
Notice bibliographique
Résumé
Hydrogen evolution reaction (HER) via electrocatalysis is one method of enabling sustainable production of molecular hydrogen as a clean and promising energy carrier. Previous theoretical and experimental results have shown that some two-dimensional (2D) transition metal carbides (MXenes) can be effective electrocatalysts for the HER, based on the assumption that they are functionalized entirely with oxygen or hydroxyl groups on the basal plane. However, it is known that MXenes can contain other basal plane functionalities, e.g., fluorine, due to the synthesis process, yet the influence of fluorine termination on their HER activity remains unexplored. In this paper, we investigate the role and effect of basal plane functionalization (T x ) on the HER activity of 5 different MXenes using a combination of experimental and theoretical approaches. We first studied Ti 3 C 2 T x produced by different fluorine-containing etchants and found that those with higher fluorine coverage on the basal plane exhibited lower HER activity. We then controllably prepared Mo 2 CT x with very low basal plane fluorine coverage, achieving a geometric current density of −10 mA cm –2 at 189 mV overpotential in acid. More importantly, our results indicate that the oxygen groups on the basal planes of Mo 2 CT x are catalytically active toward the HER, unlike in the case of widely studied 2H-phase transition metal dichalcogenides such as MoS 2, in which only the edge sites are active. These results pave the way for the rational design of 2D materials for either the HER, when minimal overpotential is desired, or for energy storage, when maximum voltage window is needed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».