AEM：神奇的压电-柔电耦合效应！利用机械力高效驱动HER!- 大数跨境

首页

AEM：神奇的压电-柔电耦合效应！利用机械力高效驱动HER!

科学材料站

2020-10-16

导读：本工作制备了具有1T相和2H相活性位点的MoSe2纳米片，该纳米片显示出强烈的压电效应和非凡的柔性电位，使HER在没有光照射的情况下通过压电-柔电耦合高效进行。

文章信息

压电-柔性催化HER与混合型1T和2H相少层MoSe2纳米片的耦合效应。

第一作者：Yun-Jung Chung

通讯作者：吴志明

单位：台湾清华大学

文章简介

近日，台湾清华大学的吴志明老师团队在国际顶级期刊Advanced Energy Materials (影响因子：25.245) 上发表题为“Coupling Effect of Piezo–Flexocatalytic Hydrogen Evolution with Hybrid 1T‐ and 2H‐Phase Few‐Layered MoSe2 Nanosheets”的研究工作。

本工作制备了具有1T相和2H相活性位点的MoSe2纳米片，该纳米片显示出强烈的压电效应和非凡的柔性电位，使HER在没有光照射的情况下通过压电-柔电耦合高效进行。本研究是目前所知道的首次通过对1T和2H相少层MoSe2纳米片的研究，报道了压电-柔电耦合效应，该纳米片在没有光照射的情况下，通过机械力表现出高效的HER。这些结果为清洁能源的开发和其他环境应用提供新的启示。

本文要点

要点一：在这项研究中，理论计算揭示了在局部缺陷位（即孔隙或空位）、裂纹边缘位缺陷以及2D-TMD纳米片的1T和2H相之间的结构边界处观察到柔电势。此外还发现，应变梯度诱发了结构相界中与离子电荷极化相关的晶格畸变，从而导致相当大的柔电性。

要点二：将MoSe2纳米片通过机械振动施加在牺牲剂中以评估产氢速率。在黑暗环境下，产氢速率在≈7500µmol g−1处达到峰值，持续7小时。应变梯度引起了压电和挠曲电位耦合效应，不仅在边缘位置的MoSe2纳米片上形成，而且在MoSe2纳米片的上下表面的极化表面上形成，从而在非中心对称的2D-TMD纳米片和结构边界之间建立了内部电场1T和2H相，从而驱动电子-空穴对的分离，使氧化还原反应得以有效进行。

要点三： 理论计算和实验结果表明，柔性电位与二维多层TMD的尺寸和弯矩有很大的关系。压电响应力显微镜（PFM）显示，当将少量层状2D-TMD纳米表增厚到超过10层（>6.5 nm）时，可以分辨柔性电位，主要是因为取消了非熵对称结构，并衰减了2D-TMD的压电势。通过理论计算，即使二维TMD纳米表的层厚也增加到1µm，柔性电势也得到了很好的保留。

文章链接

Coupling Effect of Piezo–Flexocatalytic Hydrogen Evolution with Hybrid 1T‐ and 2H‐Phase Few‐Layered MoSe2 Nanosheets

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202002082