Door gebruik te maken van de 2D-MOF als zelfopofferende sjabloon, werden seleniumhoudende materialen geproduceerd via een eenvoudige methode, die de efficiënte activiteit voor algehele watersplitsing vertoont. Krediet: Pers voor hoger onderwijs
Overgangsmetaalseleniden worden beschouwd als een goede keuze voor elektrokatalytische watersplitsing. Bovendien zijn metaal-organische raamwerken (MOF’s) gebruikt om katalysatoren met goede elektrokatalytische eigenschappen te maken. Traditioneel worden de van MOF afgeleide seleniden geproduceerd via de zelfopofferende MOF-sjabloonmethoden. Deze strategie vergt echter veel energie en het is moeilijk om de structuur en componenthomogeniteit van het product tijdens pyrolyse nauwkeurig te controleren.
Een onderzoeksgroep, waaronder Wang-ting Lu, Fan Yu en Yun Zheng van de Jianghan Universiteit en Fuzhou Universiteit, gebruikte tweedimensionale (2D) gelaagde MOF’s als zelfopofferende sjablonen om zeer efficiënte Selenium (Se)-bevattende elektrokatalysatoren voor algeheel water te creëren. splitsen. De studie is gepubliceerd in het journaal Grenzen in energie.
Ze adopteerden twee strategieën om het Se-element in de Co-Fe MOF te introduceren, waarvan er één het etsen was van de door SeO bereide MOF.2 oplossing en de andere, het vervangen van SCN− door SeCN− als constructie-eenheid. De elektrochemische activiteit van Se-bevattende elektrokatalysatoren voor het katalyseren van de waterstofontwikkelingsreactie (HER) en zuurstofontwikkelingsreactie (OER) wordt geëvalueerd en verder besproken.
Het is gebleken dat beide twee Se-introductiebenaderingen duidelijk de HER-prestaties tijdens de algehele watersplitsing kunnen verbeteren. De hoge elektrochemische prestaties zijn mogelijk het resultaat van de unieke 2D-hiërarchische poreuze structuur en het sterke synergetische effect tussen verschillende componenten in het materiaal.
Dit werk laat zien dat het rationele ontwerp van gelaagde MOF’s met S- of Se-bevattende linkers als watersplitsende katalysatoren een haalbare optie is voor de ontwikkeling van economische en energiezuinige elektrokatalysatoren. Bovendien biedt het een innovatieve aanpak voor de synthese van op MOF gebaseerde metaalseleniden.
Meer informatie:
Zhao-ting Shang et al., Tweedimensionale bimetaal-seleniumhoudende metaal-organische raamwerken en hun gecalcineerde derivaten als elektrokatalysatoren voor de algehele watersplitsing, Grenzen in energie (2024). DOI: 10.1007/s11708-024-0924-x
Aangeboden door de Hoger Onderwijspers
