MoB/g‐C₃N₄ Interface Materials as a Schottky Catalyst to Boost Hydrogen Evolution

Abstract

Proton adsorption on metallic catalysts is a prerequisite for efficient hydrogen evolution reaction (HER). However, tuning proton adsorption without perturbing metallicity remains a challenge. A Schottky catalyst based on metal-semiconductor junction principles is presented. With metallic MoB, the introduction of n-type semiconductive g-C N induces a vigorous charge transfer across the MoB/g-C N Schottky junction, and increases the local electron density in MoB surface, confirmed by multiple spectroscopic techniques. This Schottky catalyst exhibits a superior HER activity with a low Tafel slope of 46 mV dec and a high exchange current density of 17 μA cm , which is far better than that of pristine MoB. First-principle calculations reveal that the Schottky contact dramatically lowers the kinetic barriers of both proton adsorption and reduction coordinates, therefore benefiting surface hydrogen generation.

Atomic Arrangement in Metal‐Doped NiS2 Boosts the Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Media

“…DFT calculations are applied to demonstrate the catalytic activity after doping from the electronic properties of intermediates and the overall energetic pathway. [37] ThePDOSs benchmark analysis has been also carried out. TheC o-NiS 2 NSs surface shows highly selective to activating the free H 2 Om olecule and oxidizing the adsorbing H 2 Ot hrough as trong coupling with the O-2 pp electrons.T he adsorbed OH species denotes ametallic feature and efficient electron transfer for easily deattaching from the surface (Figure 5b).…”

Modulierung der elektronischen Strukturen anorganischer Nanomaterialien für eine effiziente elektrokatalytische Wasserspaltung

“…[162][163][164][165] Allerdings kçnnen nur wenige Heterostrukturen ¾nderungen der elektronischen Struktur herbeiführen und so die katalytische Effizienz durch Herabsetzung des Kontaktwiderstands steigern. Dieser Kontakt zwischen Halbleiter-u nd Lei-termaterialien wird als Mott-Schottky-Kontakt bezeichnet und kann zur Energiebandverzerrung der Grenzschicht sowie Ladungswanderung zwischen zwei Materialien führen.…”

“…Dieser Kontakt zwischen Halbleiter-u nd Lei-termaterialien wird als Mott-Schottky-Kontakt bezeichnet und kann zur Energiebandverzerrung der Grenzschicht sowie Ladungswanderung zwischen zwei Materialien führen. [164] Da die Elektronenaffinitätv on MoB im Va kuum grçßer war als die von g-C 3 N 4 ,k onnten Elektronen von g-C 3 N 4 auf MoB überwechseln, und das elektronenangereicherte MoB konnte so HER effizienter katalysieren. Einer detaillierten Analyse zufolge sind zueinander passende Elektronenaffinitäten und Fermi-Niveaus der Materialien die Voraussetzung fürd ie Konstruktion eines effizienten Mott-Schottky-Elektrokatalysators.…”

“…Dieser Kontakt zwischen Halbleiter-u nd Lei-termaterialien wird als Mott-Schottky-Kontakt bezeichnet und kann zur Energiebandverzerrung der Grenzschicht sowie Ladungswanderung zwischen zwei Materialien führen. [162][163][164][165] Allerdings kçnnen nur wenige Heterostrukturen ¾nderungen der elektronischen Struktur herbeiführen und so die katalytische Effizienz durch Herabsetzung des Kontaktwiderstands steigern. Einer detaillierten Analyse zufolge sind zueinander passende Elektronenaffinitäten und Fermi-Niveaus der Materialien die Voraussetzung fürd ie Konstruktion eines effizienten Mott-Schottky-Elektrokatalysators.…”

Dinitrosyl iron complexes: From molecular electrocatalysts to electrodeposited‐film electrodes for hydrogen evolution reaction

“…However, the scarcity and high cost of platinum are the major factors to impede its industrial‐scale implementation of massive H 2 production from water reduction. Hence, numerous nonnoble‐metal materials including transition metals, transition metal dichalcogenides, carbides, borides, nitrides, phosphides, and their derivatives have been extensively investigated. Recently, it has been demonstrated that transition metal oxides (TMOs) and TMOs coupling with metallic transition metals benefit HER under alkaline conditions …”