锡根大学/武科大AFM：调节硼掺杂Fe7S8/FeS2电催化剂的带间能量分离以促进碱性HER

具有高性价比的过渡金属硫化物（TMSs）是碱性析氢反应（HER）的潜在电催化剂。然而，吸附在TMSs上的氢中间体（如硫化铁）的自由能太低，阻碍了它们的类氢化酶催化活性。

基于此，德国锡根大学Nianjun Yang、武汉科技大学李轩科教授和Hui Xiang（共同通讯作者）等人首次报道了一种基于密度泛函理论（DFT）计算结果设计了掺硼（B）掺杂Fe₇S₈/FeS₂（B-Fe₇S₈/FeS₂）电催化剂，以提高TMSs的固有催化活性。

作者通过密度泛函理论（DFT）模拟计算了各种Fe-S基电催化剂中掺杂B原子的电荷分布。在这些理论计算结果的指导下，在碳布上合成了几种B掺杂的Fe₇S₈/FeS₂电催化剂（即B-Fe₇S₈/FeS₂/CC）。

在合成过程中，通过控制硼化反应的持续时间来调节B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂中Fe₇S₈和FeS₂相的含量。Fe原子的d-带中心和S原子的p-带中心都因此受到调节。即重新排列了B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂的电子结构，并优化了B- Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂的Δ_dp值。

因此，H*中间体的吸附速率和H₂的解吸速率之间的平衡可以在最佳B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂上保持，从而加快电荷传输速率并提高该最佳B-Fe₇S₈/FeS₂/CC电催化剂的HER动力学。

在碱性介质中，这种HER电催化剂显示出113 mV的过电位，以获得10 mA cm^-2的电流密度。本文提出的杂原子掺杂是一种调节TMSs电催化剂电子结构，并进一步实现其加速HER动力学的可行方法。

Modulating Interband Energy Separation of Boron-Doped Fe₇S₈/FeS₂ Electrocatalysts to Boost Alkaline Hydrogen Evolution Reaction. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202107802.

https://doi.org/10.1002/adfm.202107802.

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锡根大学/武科大AFM：调节硼掺杂Fe7S8/FeS2电催化剂的带间能量分离以促进碱性HER

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