Las propiedades de los dichoslcogenuros de metales de transición 2D están atrayendo un gran interés, y una de las razones es su actividad catalítica. En particular, se necesitan mejores catalizadores para explotar el potencial de la electrólisis del agua, dividiendo el agua en sus elementos componentes.- para proporcionar almacenamiento de energía sostenible.
"MoS 2 es uno de los catalizadores libres de metales raros más prometedores más prometedores para la reacción de evolución del hidrógeno HER ", señalan Yasufumi Takahashi, Mingwei Chen y Tomokazu Matsue y sus colegas de la Universidad de Kanazawa y otras instituciones colaboradoras en Japón, EE. UU.y el Reino Unido en su reciente Edición internacional Angewandte Chemie informe. El trabajo destaca el papel de la "microscopía de células electroquímicas de barrido" para diseñar las propiedades catalíticas de estos materiales 2D.
Como señalan los investigadores, la microscopía electroquímica de barrido ya ha demostrado ser útil en investigaciones de la actividad catalítica de MoS 2 monocapas, que se han centrado en los efectos de la deformación, así como en las propiedades metálicas versus semiconductoras de diferentes fases microestructurales de MoS 2 en catálisis HER. Estos estudios utilizaron un electrodo de microescala para sondear la muestra en busca de actividad electroquímica en función de la ubicación con alta resolución espacial, debido a las dimensiones de microescala del electrodo.
En sus estudios de microscopía de células electroquímicas de barrido, Takahashi, Chen, Matsue y sus colegas usan una nanopipeta como una célula electroquímica móvil local para sondear la actividad electroquímica en la superficie en lugar de un electrodo ultramicroeléctrico. Destacan la "técnica reproducible y confiable para fabricarnanoprobes junto con la caracterización electroquímica rápida debido a su pequeña corriente capacitiva "como ventajas adicionales de esta forma de la técnica de caracterización".
Los investigadores utilizaron una nanopipeta con un radio de 20 nm para estudiar monocapas triangulares de MoS 2 con una fase microestructural 1H, así como heteroestructuras de MoS 2 y WS 2 . Cada escama tenía una longitud lateral de alrededor de 130 nm. Las mediciones revelaron cambios en la actividad catalítica donde los bordes, las características de la terraza y las heterouniones entre MoS 2 y WS 2 se ubicaron, lo que concuerda con las sugerencias de informes anteriores. Además, el envejecimiento de la muestra tuvo un efecto notable, particularmente en los bordes.
Los investigadores concluyen que su estudio demuestra cómo es posible evaluar la actividad HER local de las muestras catalíticas utilizando microscopía de barrido electroquímica celular. Sugieren que la técnica puede ser una "herramienta poderosa" para diseñar la fase y la estructura del metal de transición 2Dmuestras de dicholcogenuro para aplicaciones en catálisis.
dicholcogenuros de metales de transición 2D
El aislamiento del grafeno y las propiedades extraordinarias identificadas en el material atrajeron un intenso interés de los investigadores no solo en el grafeno sino en una gran cantidad de otros materiales, donde se podían aislar las capas 2D. Entre estos materiales 2D se encuentran los dichoslcogenuros de metales de transición donde la transiciónlos metales incluyen molibdeno Mo y tungsteno W y los calcógenos son elementos del grupo VI, que incluyen azufre S, selenio Se y teluro Te. Además de la catálisis electroquímica para el almacenamiento de energía, este grupo de materiales tieneTambién atrajo el interés por la electrónica de alta gama, la espintrónica, la optoelectrónica, la recolección de energía, la electrónica flexible, la secuenciación del ADN y la medicina personalizada.
La reacción de evolución de hidrógeno
El uso de hidrógeno como combustible implica quemarlo en oxígeno para producir solo agua y liberar mucha energía. El combustible de hidrógeno evita el uso de combustibles fósiles y la producción de dióxido de carbono, y puede evitar algunos de losProblemas de almacenamiento de energía asociados con muchas tecnologías alternativas de energía sostenible, como la energía solar y eólica. La electrólisis del agua utilizando una corriente de origen sostenible proporciona una forma ecológica de producir combustible de hidrógeno. Aunque HER es más rápido que la reacción de evolución de oxígeno, todavía haygran interés en aumentar las velocidades de reacción. Como resultado, existe un gran interés en la actividad catalítica de dichoslcogenuros de metales de transición 2D en HER entre otras reacciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kanazawa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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