FEPS3ナノシートと表面官能化BCNヘテロ構造の静電共組織化水素進化反応

水素進化反応（HER）の進歩は、現在のエネルギー危機と持続可能なエネルギー源の探求に対処することと複雑に関連しています。これには、水素進化反応を実行するのに効率的で安価な触媒の必要性が重要です。グラフェンの画期的な発見に続いて、金属チオ/セレノリン酸塩（MPX3：M-遷移金属、P-リン、X -S/SE）、2次元（2D）材料は、優れた調整可能な物理化学、電子および光学特性を示し、そして、今後何年もの間、エネルギー産業の鍵となることが期待されています。これを考慮に入れて、顕著なMPX3材料の1つであるFEPS3を含む2D/2Dヘテロ構造（FEPS3@bcn）をボロカルボニトリド（BCN）を含む2D/2Dヘテロ構造（FEPS3@BCN）を合成するために、容易な時間効果のある静電的再梱包合成手順が続きました。彼女）。FEPS3とBCNの積み上げられたナノシートは、静電力によって一緒に保持され、彼女の適用の過酷な条件下で極端な堅牢性を示します。融合した電気触媒は、ヴォルマーヘイロフスキーメカニズムに従って、41 mV Dec-1の浅いタフェル勾配を備えた10 mA cm-2の電流密度で187 mVの過方向を達成しました。電気触媒の回復力は、長期的な安定性の年代記的検査を通じて検査されており、14時間以上安定しており、触媒設計に対する戦略的アプローチのために水素進化反応のための優れた電気触媒活性を示しています。電気化学的に活性なサイト、大きな表面積、および迅速なイオン移動のためのバリアフリーチャネル。

Advances in the hydrogen evolution reaction (HER) are intricately connected with addressing the current energy crisis and quest for sustainable energy sources. The necessity of catalysts that are efficient and inexpensive to perform the hydrogen evolution reaction is key to this. Following the ground-breaking discovery of graphene, metal thio/seleno phosphates (MPX3: M - transition metal, P - phosphorus and X - S/Se), two dimensional (2D) materials, exhibit excellent tunable physicochemical, electronic and optical properties, and are expected to be key to the energy industry for years to come. Taking this into account, a facile time-effective electrostatic restacking synthesis procedure has been followed to synthesize a 2D/2D heterostructure (FePS3@BCN) involving FePS3, one of the prominent MPX3 materials, with borocarbonitride (BCN), for hydrogen evolution reaction (HER). The piled up nanosheets of FePS3 and BCN are held together by an electrostatic force, and display extreme robustness under the harsh conditions of HER application. The amalgamated electrocatalyst achieved an overpotential of 187 mV at a current density of 10 mA cm-2 with a shallow Tafel slope of 41 mV dec-1, following the Volmer-Heyrovsky mechanism. The resilience of the electrocatalyst has been examined through chronoamperometric testing for long term stability, and it is stable for more than 14 hours, which shows the excellent electrocatalytic activity for hydrogen evolution reaction owing to the strategic approach to the catalyst design, the use of numerous electrochemically active sites, large surface area and a barrier-free channel for quick ion transfer.