Small:表面/界面调控优化碳化钼的电化学能源转换性能

化石燃料燃烧等能源消耗以及污染气体(COx,NOx和SOx)的排放是造成全球变暖和环境污染的主要原因。为了减少对不可持续能源燃料的依赖以及降低污染性气体的排放,开发高效、环保的能源转换设备具有重要的意义。目前,燃料电池,太阳能电池,电解水装置和电池储能设备已引起了广泛的研究,因此设计和构建用于能量转换系统的高效催化材料是加速能量转换过程必不可少的课题之一。近年来,碳化钼基催化材料在电化学析氢反应(HER),析氧反应(OER),二氧化碳还原反应(CO2RR)和氮还原反应(NRR)应用中得到广泛的关注。一般来说,催化剂和电极材料的本征特性决定了电化学反应过程中的物理和化学性能,然而增加催化位点密度,制造缺陷,掺杂异原子,提高电导率,和优化电子结构可以进一步提高能量转换效率。

基于此,来自于上海大学李文献教授/李瑛教授等人以Surface and Interface Engineering: Molybdenum Carbide–Based Nanomaterials for Electrochemical Energy Conversion为题在Small上发表综述性文章。该综述首先系统地介绍了基于MoxC纳米材料的表面和界面修饰工程的最新进展,主要侧重于MoxC的合成和改性方法,以及在电催化能源转化领域的应用。文中探讨了碳化钼表面和界面参数在催化材料能量转换效率中起到的关键作用。此外,综述基于第一原理的理论模拟总结了结构参数与催化材料电化学活性之间的内在关系。文末从材料制备,材料结构等方面展望了MoxC催化材料的未来发展方向与研究重点,并探究通过调控界面相互作用进一步开发先进的纳米复合催化材料的挑战和机遇。

相关综述文章由博士生葛日月为第一作者在线发表于Small (DOI: 10.1002/smll.201903380)。