효율적인 전기화학 수소 발생 반응을 위한 설계된 MoSe2 기반 이종구조

초록 2D 전이금속 이황화물은 수소 발생 반응(HER)에 대한 효율적이고 비용 효과적인 전기 촉매로 떠오르고 있습니다. 그러나 삼각 프리즘상의 모서리 부위만이 HER 전기 촉매 특성을 보이며, 결함이 없거나 불포화된 기초 평면은 비활성 상태입니다. 본 연구에서는 단일/소수 층 MoSe2 플레이트와 용액 공정으로 생산된 탄소 나노재료(그래핀 또는 단일벽 탄소 나노튜브)로 구성된 이종구조를 설계하고 엔지니어링하여 전기 촉매 사이트 수를 증가시키는 주요 과제를 해결합니다. 이종구조를 구성하는 재료 간의 전기화학적 결합은 기본 MoSe2 플레이트의 HER 전기 촉매 활성을 효과적으로 향상시킵니다. Monolithic 이종구조 적층을 통한 MoSe2 플레이트의 질량 적재 최적화 및 전극 조립은 100 mV의 과전압에서 10 mA cm−2의 음극 전류 밀도, 63 mV dec−1의 타펠 기울기, 0.203 µA cm−2의 교환 전류 밀도(j0)를 제공합니다. 또한, 열 및 화학 처리를 통해 MoSe2 플레이트의 기초 평면을 텍스처링하고(Se 결함 생성을 통해) 현장에서 반도체-금속 상 변환을 달성하여 새로운 HER 전기 촉매 사이트를 활성화합니다. 설계된 전극은 j0의 4.8배 향상 및 타펠 기울기의 54 mV dec−1로 감소한 모습을 보입니다.