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J-GLOBAL ID：202202241169789018   整理番号：22A0436515

水素発生反応のための高効率電極触媒としての低負荷MoS_2/炭素布【JST・京大機械翻訳】

Low loaded MoS₂/Carbon cloth as a highly efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction

著者 (5件)： Shaker Tayebeh (Department of Physics, Sharif University of Technology, Tehran, 11155-9161, Iran) ,  Mehdipour Hamid (Faculty of Physics, University of Duisburg-Essen, Lotharstr. 1, 47057, Duisburg, Germany) ,  Mehdipour Hamid (Department of Chemistry, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran) ,  Moshfegh Alireza Z. (Department of Physics, Sharif University of Technology, Tehran, 11155-9161, Iran) ,  Moshfegh Alireza Z. (Institute for Nanoscience and Nanotechnology, Sharif University of Technology, Tehran, 14588-89694, Iran)
資料名： International Journal of Hydrogen Energy  (International Journal of Hydrogen Energy)
巻： 47  号： 3  ページ： 1579-1588  発行年： 2022年 
JST資料番号： B0192B  ISSN： 0360-3199  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： MoS_2ナノシートのアクティブエッジサイトは,水素発生反応(HER)の有望な未来を示し,高コスト白金の顕著な性能に匹敵する。しかし,MoS_2の3D構造は,電極触媒活性を低下させる高移動度と未曝露活性部位の欠如に悩まされる。本研究では,一方では活性部位の増加の間にバランスがあり,他方で反応を容易にするために電荷移動を管理し,このバランスを達成することは,電極触媒の効率を非常に増加させることを示した。この目的のために,バインダーを添加せずに,異なる印加電圧と堆積時間で電気泳動析出により導電性繊維の3Dネットワークとして,炭素布(CC)基板上に剥離MoS_2ナノシートを直接付着させた。この戦略は,全3D構造にわたって良好な電荷移動性を維持しつつ,活性部位の優れた曝露をもたらした。したがって,微量の負荷触媒は,H_2生産に対して10mA/cm2のベンチマーク電流密度に達するのに十分であり,137mV対RHEの低い過電圧を有する。連続操作下の最適構造の安定性が50分まで調べられ,500回の連続サイクリックボルタンメトリー(CV)掃引でさらに確認された。水素の吸着特性を理解するために,密度汎関数理論(DFT)を,MoS_2/グラフェンに対して,純粋および欠陥MoS_2の両ケースで採用した。水素吸着自由エネルギー計算の結果は,SサイトへのH吸着が最も安定な吸着構造であり,MoS_2厚さの増加とともに,水素発生に対するMoS_2/グラフェン活性が減少することを明らかにした。2層MoS_2までの欠陥MoS_2/グラフェン複合材料についても同様の傾向が観察され,その活性は3層MoS_2に対して同じままであった。水素原子と水分子の吸着によるMoS_2への実験的に観測された電荷移動も,DFT計算によって確認した。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 吸着 ,  電荷移動 ,  付着 ,  *水素 ,  白金 ,  過電圧 ,  活性部位 ,  電流密度 ,  *電極触媒 ,  三次元 ,  サイクリックボルタンメトリー ,  *水素発生反応 ,  グラフェン ,  ナノシート
準シソーラス用語： *水素発生 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 2D材料 ,  過電圧 ,  H吸着 ,  密度汎関数理論 ,  液体剥離

分類 (2件)： 気体燃料の製造  (YE02030F) ,  電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (5件)： 水素発生反応 ,  高効率 ,  電極触媒 ,  炭素 ,  布