Övergångsmetallselenider har ansetts vara ett bra val för elektrokatalytisk vattenklyvning. Dessutom har metallorganiska ramverk (MOF) använts för att tillverka katalysatorer med god elektrokatalytisk förmåga. Traditionellt produceras de MOF-härledda seleniderna via de självuppoffrande MOF-mallmetoderna. Denna strategi är dock mycket energikrävande och det är svårt att exakt kontrollera produktens struktur och komponenthomogenitet under pyrolys.
En forskargrupp inklusive Wang-ting Lu, Fan Yu och Yun Zheng från Jianghan University och Fuzhou University använde tvådimensionella (2D) skiktade MOF:er som självuppoffrande mallar för att skapa högeffektiva selen (Se)-innehållande elektrokatalysatorer för övergripande vatten splittring. Studien är publicerad i tidskriften Frontiers in Energy .
De antog två strategier för att introducera Se-elementet i Co–Fe MOF, den ena är etsningen av MOF som framställts av SeO2 lösning och den andra, ersättandet av SCN− med SeCN− som konstruktionsenhet. Den elektrokemiska aktiviteten hos Se-innehållande elektrokatalysatorer för att katalysera väteutvecklingsreaktionen (HER) och syreutvecklingsreaktionen (OER) utvärderas och diskuteras vidare.
Det har visat sig att båda två Se-introducerande tillvägagångssätt uppenbarligen kan förbättra HER-prestandan under övergripande vattendelning. Den höga elektrokemiska prestandan kan ha ett resultat av den unika 2D hierarkiska porösa strukturen och den starka synergistiska effekten mellan olika komponenter i materialet.
Detta arbete avslöjar att den rationella designen av skiktade MOF:er med S- eller Se-innehållande länkar som vattenspjälkande katalysatorer är ett möjligt alternativ för utveckling av ekonomiska och lågenergikrävande elektrokatalysatorer. Dessutom ger det ett innovativt tillvägagångssätt för syntes av MOF-baserade metalliska selenider.
Mer information: Zhao-ting Shang et al, Tvådimensionella bimetalliska seleninnehållande metallorganiska ramverk och deras kalcinerade derivat som elektrokatalysatorer för övergripande vattenklyvning, Frontiers in Energy (2024). DOI:10.1007/s11708-024-0924-x
Tillhandahålls av Higher Education Press
