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Zusammenfassung Übergangsmetallcarbide (TMCs) zeichnen sich durch eine hohe katalytische Aktivität und überlegene Stabilität für die Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) aus. Ihre platinähnliche HER-Katalyseleistung wird jedoch stark behindert, aufgrund ihrer starken Wechselwirkung mit Wasserstoff. In dieser Arbeit wird die Ni-Aktivierung von TMCs (M = V, Fe, Cr und Mo) vorgeschlagen, indem adsorbierte Nickelatome auf der TMC-Oberfläche eingeführt werden (Ni/TMC). In sowohl sauren als auch alkalischen Lösungen wird ein starker Rückgang sowohl der Überspannungen als auch der Tafelsteigungen der Ni/TMC-Katalysatoren für HER erreicht. Bei 10 mA cm −2 betragen die Überspannungen der Ni/Vanadiumcarbid (VC) und Ni/Fe 3 C-Katalysatoren 128 und 93 mV in 1 m KOH, 111 und 112 mV in 0,5 m H 2 SO 4. Selbst bei 150 mA cm −2 zeigen sie Überspannungen von nur 270 und 291 mV. In den alkalischen Lösungen ist die Leistung dieser Ni/TMC-Katalysatoren sogar überlegen zu einem Pt/C-Katalysator. Wie durch Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie und Analysen der Röntgenabsorptionsfeinstruktur bestätigt wurde, optimieren solche adsorbierten Ni-Atome effektiv die d-Elektronenstruktur und verbessern die HER-Leistung. Als vielseitige Strategie bietet diese Arbeit einen universellen Ansatz zur Aktivierung von TMCs für eine hoch effiziente HER in verschiedenen Medien.
Yang et al. (Sun,) untersuchten diese Frage.