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Graphdiyne Ultrathin Nanosheets for Efficient Water Splitting

机译：Graphdiyne超薄纳米电池用于高效的水分裂

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摘要

Graphdiyne (GDY) is an emerging 2D carbon material that exhibits unusual structures and properties. Therefore, growing heterogeneous materials on the surface of GDY is very attractive to achieve efficient energy utilization. Here, a simple method for the controllable synthesis of ultrathin charge-transfer complexes (CTs) of nickel with terephthalic acid nanosheets on GDY is reported. This catalyst shows record-high oxygen evolution reaction (OER) activity with an overpotential of only 155 mV to deliver a current density of 10 mA cm(-2) in an alkaline electrolyte. Density functional theory calculations reveals that a strong p-d coupling effect in the GDY-CT interface region enhances the overall electronic activity, resulting in fast reversible redox-switching with a low electron-transfer barrier. Experimental characterization confirms that GDY plays a key role in modulating the morphological and electronic structures to accelerate the OER rate. These findings are expected to contribute to the design of more efficient catalysts for the realization of efficient hydrogen energy technologies.
机译：Graphdiyne（GDY）是一种新兴的2D碳材料，具有不寻常的结构和性质。因此，在GDY表面上生长异质材料非常有吸引力，以实现有效的能量利用。这里，报道了一种简单的方法，用于控制镍的超薄电荷转移络合物（CTS）与对苯二甲酸纳米晶片上的镍的合成。该催化剂显示出记录 - 高氧化反应（OER）活性，其过电位仅为155mV，以在碱性电解质中输送电流密度为10mA cm（-2）。密度函数理论计算揭示了GDY-CT接口区域中强的P-D耦合效应增强了整体电子活动，导致具有低电子转移屏障的快速可逆氧化还原切换。实验表征证实，GDY在调制形态学和电子结构方面发挥着关键作用，以加速OER率。这些发现有望为实现有效的氢能技术的更有效的催化剂设计有助于实现更有效的催化剂。

著录项

  • 来源
    《Advanced Functional Materials》 |2021年第16期|2010112.1-2010112.8|共8页
  • 作者

    Liu Yuxin; Xue Yurui; Yu Huidi; Hui Lan; Huang Bolong; Li Yuliang;

  • 作者单位

    Chinese Acad Sci Inst Chem Beijing 100190 Peoples R China;

    Chinese Acad Sci Inst Chem Beijing 100190 Peoples R China|Shandong Univ Sci Ctr Mat Creat & Energy Convers Sch Chem & Chem Engn Inst Frontier & Interdisciplinary Sci Jinan 250100 Peoples R China;

    Chinese Acad Sci Inst Chem Beijing 100190 Peoples R China;

    Chinese Acad Sci Inst Chem Beijing 100190 Peoples R China;

    Hong Kong Polytech Univ Dept Appl Biol & Chem Technol Hung Hom Kowloon Hong Kong Peoples R China;

    Chinese Acad Sci Inst Chem Beijing 100190 Peoples R China|Univ Chinese Acad Sci Beijing 100049 Peoples R China;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    charge#8208; transfer complexes; graphdiyne nanosheets; heterostructures; water splitting;

    机译：充电＆＃8208;转移复合物;graphdiyne nanosheets;异质结构;水分裂;

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