2D/2D heterojunction interfaces of 1T-MoS2 and Ti3C2 MXene: designing high-performance catalyst for the hydrogen evolution reaction
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F25%3A43933816" target="_blank" >RIV/60461373:22310/25:43933816 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.nature.com/articles/s41699-025-00643-4" target="_blank" >https://www.nature.com/articles/s41699-025-00643-4</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41699-025-00643-4" target="_blank" >10.1038/s41699-025-00643-4</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
2D/2D heterojunction interfaces of 1T-MoS2 and Ti3C2 MXene: designing high-performance catalyst for the hydrogen evolution reaction
Popis výsledku v původním jazyce
Designing efficient electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) is crucial for advancing sustainable energy technologies. In this study, a 2D/2D heterostructure composed of 1T-phase molybdenum disulfide (1T-MoS2) and titanium carbide MXene (Ti3C2Tx, denoted as Ti3C2) is synthesized using a one-step hydrothermal method. The hybrid catalyst exhibits improved HER kinetics, demonstrated by a low overpotential of 248 mV at 10 mA cm-2 and a Tafel slope of 55 mV dec-1, indicating fast reaction kinetics and favorable charge transfer. The addition of tetramethylammonium ions (TMA+) induces interlayer expansion, increasing the 1T phase content to 89%. Incorporating only 1% Ti3C2 MXene suppresses oxidation and enhances stability. The composite demonstrates a large electrochemical surface area, high turnover frequency (TOF), and retains over 90% of its catalytic activity after extended electrolysis. This scalable approach offers a promising route to developing stable, efficient 2D electrocatalysts for hydrogen production.
Název v anglickém jazyce
2D/2D heterojunction interfaces of 1T-MoS2 and Ti3C2 MXene: designing high-performance catalyst for the hydrogen evolution reaction
Popis výsledku anglicky
Designing efficient electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) is crucial for advancing sustainable energy technologies. In this study, a 2D/2D heterostructure composed of 1T-phase molybdenum disulfide (1T-MoS2) and titanium carbide MXene (Ti3C2Tx, denoted as Ti3C2) is synthesized using a one-step hydrothermal method. The hybrid catalyst exhibits improved HER kinetics, demonstrated by a low overpotential of 248 mV at 10 mA cm-2 and a Tafel slope of 55 mV dec-1, indicating fast reaction kinetics and favorable charge transfer. The addition of tetramethylammonium ions (TMA+) induces interlayer expansion, increasing the 1T phase content to 89%. Incorporating only 1% Ti3C2 MXene suppresses oxidation and enhances stability. The composite demonstrates a large electrochemical surface area, high turnover frequency (TOF), and retains over 90% of its catalytic activity after extended electrolysis. This scalable approach offers a promising route to developing stable, efficient 2D electrocatalysts for hydrogen production.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
20500 - Materials engineering
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2025
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
npj 2D Materials and Applications
ISSN
2397-7132
e-ISSN
2397-7132
Svazek periodika
10
Číslo periodika v rámci svazku
1
Stát vydavatele periodika
DE - Spolková republika Německo
Počet stran výsledku
11
Strana od-do
nestránkováno
Kód UT WoS článku
001661817700001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-105027575827