RESUMO A evolução de hidrogênio durável e econômica em meios ácidos requer eletrocatalisadores que possam rivalizar com o platina em atividade e estabilidade catalítica. Relatamos uma estrutura heterogênea Ti 3 C 2 T x @C 2 N projetada atomicamente, explorando a ligação interfacial Ti–N robusta e o acoplamento eletrônico para fornecer desempenho semelhante ao platina sem metais nobres. O catalisador híbrido exibe um sobrepotencial ultrabaixo de 42 mV a 10 mA cm −2 e uma inclinação de Tafel de 36 mV dec −1 , aproximando-se dos padrões comerciais Pt/C. Mais importante ainda, mantém operação estável por 550 h a 100 mA cm −2 em meio ácido corrosivo, superando em muito o Pt/C. Análises estruturais e teoria do funcional de densidade revelam que a interface Ti─N otimiza a energia livre de adsorção de hidrogênio e reduz a barreira cinética para a ruptura da ligação O─H, enquanto o suporte poroso C 2 N melhora o transporte de carga e a acessibilidade do site ativo. Este design estrutural e eletrônico sinérgico estabelece uma estratégia generalizável para estruturas heterogêneas robustas, avançando catalisadores eletrocatalíticos sem platina escaláveis para eletrolisadores de membrana de troca de prótons de próxima geração e outras tecnologias de conversão de energia.
Garai et al. (Qui,) estudaram esta questão.