수산염 해수에서 수소 생성을 위한 이트륨 도핑된 NiMo-MoO2 이종구조 전기촉매

활성 및 안정적인 전기촉매는 알칼리성 수소 전기 분해를 통한 수소 생성을 위해 필수적입니다. 그러나 전기촉매와 반응 중간체(H2O*, H*, 및 *OH) 간의 상호작용을 정확하게 제어하는 것은 여전히 도전 과제입니다. 여기서 우리는 물 분해를 효율적으로 촉진하고 알칼리성 전해질에서 중간체 흡착/탈착 동역학을 가속화하는 이트륨 도핑된 NiMo-MoO2 이종 전기촉매를 보여줍니다. NiMo/MoO2 이종구조에 이트륨을 도입하면 격자 팽창이 유도되고 NiMo 합금 성분의 d-밴드 중심이 최적화되어 물 분해 및 H* 탈착이 향상됩니다. 이트륨 도핑은 또한 MoO2-x의 산소 공극 농도를 증가시켜 전하 동역학과 활성 부위에서 *OH 중간체의 신속한 배출을 가속화합니다. 그 결과, Y-NiMo/MoO2-x 이종구조는 각각 알칼리수와 해수에서 2.0 A cm-2의 전류 밀도를 달성하기 위해 단지 189 mV 및 220 mV의 초과 전압만 필요로 하여 주목할 만한 성능을 보입니다. 이 연구는 저품질 수로부터 확장 가능하고 경제적으로 실행 가능한 수소 생산을 위한 이종구조 촉매를 조정하는 전략을 제공합니다.