Engineering grain boundaries at the 2D limit for the hydrogen evolution reaction

Autor/a

He, Yongmin

Tang, PengYi

Hu, Zhili

He, Qiyuan

Zhu, Chao

Wang, Luqing

Zeng, Qingsheng

Golani, Prafful

Gao, Guanhui

Fu, Wei

Huang, Zhiqi

Gao, Caitian

Xia, Juan

Wang, Xingli

Wang, Xuewen

Zhu, Chao

Ramasse, Quentin

Zhang, Ao

An, Boxing

Zhang, Yongzhe

Martí-Sánchez, Sara

Morante, Joan Ramon

Wang, Liang

Tay, Beng Kang

Yakobson, Boris I.

Trampert, Achim

Zhang, Hua

Wu, Minghong

Wang, Qi Jie

Arbiol i Cobos, Jordi

Liu, Zheng

Data de publicació

2020

Resum

Altres ajuts: CERCA Programme/Generalitat de Catalunya


Atom-thin transition metal dichalcogenides (TMDs) have emerged as fascinating materials and key structures for electrocatalysis. So far, their edges, dopant heteroatoms and defects have been intensively explored as active sites for the hydrogen evolution reaction (HER) to split water. However, grain boundaries (GBs), a key type of defects in TMDs, have been overlooked due to their low density and large structural variations. Here, we demonstrate the synthesis of wafer-size atom-thin TMD films with an ultra-high-density of GBs, up to ~10 12 cm -2. We propose a climb and drive 0D/2D interaction to explain the underlying growth mechanism. The electrocatalytic activity of the nanograin film is comprehensively examined by micro-electrochemical measurements, showing an excellent hydrogen-evolution performance (onset potential: -25 mV and Tafel slope: 54 mV dec -1), thus indicating an intrinsically high activation of the TMD GBs.

Tipus de document

Article

Llengua

Anglès

Matèries i paraules clau

Catalyst synthesis; Electrocatalysis; Two-dimensional materials

Publicat per

 

Documents relacionats

Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-327

Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1246

Ministerio de Economía y Competitividad ENE2017-85087-C2C3

Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2017-0706

Nature communications ; Vol. 11 (January 2020), art. 57

Drets

open access

Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)