Tuning the Basal Plane Functionalization of Two-Dimensional Metal Carbides (MXenes) To Control Hydrogen Evolution Activity
Pourquoi ce travail est-il dans la base ?
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.
Scores machine (provisoires)
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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.
- Écart entre enseignants
- 0,229 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
- Statut de validation
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 découle
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 (Tx) on the HER activity of 5 different MXenes using a combination of experimental and theoretical approaches. We first studied Ti3C2Tx 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 Mo2CTx 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 Mo2CTx are catalytically active toward the HER, unlike in the case of widely studied 2H-phase transition metal dichalcogenides such as MoS2, 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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La notice
- Revue
- ACS Applied Energy Materials
- Thématique
- MXene and MAX Phase Materials
- Domaine
- Materials Science
- Établissements canadiens
- —
- Organismes subventionnaires
- National Research Foundation SingaporeCanadian Institute for Advanced Research
- Mots-clés
- OverpotentialMXenesFluorineSurface modificationElectrocatalystMaterials scienceCarbideBasal planeTransition metalChemistryChemical engineeringNanotechnologyCrystallographyOrganic chemistryCatalysisPhysical chemistryComposite materialElectrodeMetallurgy
- Résumé présent dans OpenAlex
- oui