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Dual-Enhanced Doping in ReSe2 for Efficiently Photoenhanced Hydrogen Evolution Reaction.
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2020-03-16 , DOI: 10.1002/advs.202000216 Ran Wang 1 , Jiecai Han 1 , Ping Xu 2 , Tangling Gao 3 , Jun Zhong 4 , Xianjie Wang 5 , Xinghong Zhang 1 , Zhijun Li 6 , Lingling Xu 7 , Bo Song 1
Advanced Science ( IF 14.3 ) Pub Date : 2020-03-16 , DOI: 10.1002/advs.202000216 Ran Wang 1 , Jiecai Han 1 , Ping Xu 2 , Tangling Gao 3 , Jun Zhong 4 , Xianjie Wang 5 , Xinghong Zhang 1 , Zhijun Li 6 , Lingling Xu 7 , Bo Song 1
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Rhenium dichalcogenides (ReX2, X = S or Se) are catalysts that have great promise for the photoenhanced hydrogen evolution reaction (PE-HER) because of their unique physiochemical properties. However, the catalytic performance is still restricted by their low concentration of electrocatalytic activity sites and poor injection of hot electrons. Herein, dual-enhancement in ReSe2 nanosheets (NSs) with high concentration of active sites and efficient use of hot electrons is simultaneously achieved with moderate Mo doping. Contributions from exposed catalytically active sites, improved electrical conductivity, and enhanced solar spectral response are systematically investigated. Superior PE-HER catalytical performance is obtained in Re0.94Mo0.06Se2, which has more catalytically active sites and optimized band structure than other Re1- x Mo x Se2 samples. Here, it is demonstrated that only doping can reduce the overpotential (η10) from 239 to 174 mV at -10 mA cm-2 (Δ1η10 = 65 mV). Then, η10 is further improved to 137 mV under simulated AM 1.5 sun illumination (Δ2η10 = 37 mV). The total improvement (Δη10) toward PE-HER is 102 mV (Δ1η10 + Δ2η10 = 102 mV) in optimal Re0.94Mo0.06Se2. This work presents a new perspective for researching high-efficiency photoenhanced HER ReSe2-based electrocatalysts and other layered transition metal dichalcogenides.
中文翻译：
ReSe2 中的双增强掺杂可实现高效光增强析氢反应。
铼二硫属化物（ReX2，X = S或Se）因其独特的物理化学性质而在光增强析氢反应（PE-HER）中具有广阔的应用前景。然而，其催化性能仍然受到电催化活性位点浓度低和热电子注入差的限制。在此，通过适度的 Mo 掺杂，同时实现了具有高浓度活性位点和有效利用热电子的 ReSe2 纳米片（NS）的双重增强。系统地研究了暴露的催化活性位点、改进的电导率和增强的太阳光谱响应的贡献。Re0.94Mo0.06Se2 具有优异的 PE-HER 催化性能，与其他 Re1- x Mo x Se2 样品相比，它具有更多的催化活性位点和优化的能带结构。在这里，证明只有掺杂才能将 -10 mA cm-2 下的过电势 (η10) 从 239 mV 降低至 174 mV (Δ1η10 = 65 mV)。然后，在模拟 AM 1.5 太阳光照下，η10 进一步提高至 137 mV（Δ2η10 = 37 mV）。在最佳 Re0.94Mo0.06Se2 中，PE-HER 的总改进 (Δn10) 为 102 mV (Δ1n10 + Δ2n10 = 102 mV)。这项工作为研究高效光增强 HER ReSe2 基电催化剂和其他层状过渡金属二硫属化物提供了新的视角。
更新日期：2020-03-16
中文翻译：
ReSe2 中的双增强掺杂可实现高效光增强析氢反应。
铼二硫属化物（ReX2，X = S或Se）因其独特的物理化学性质而在光增强析氢反应（PE-HER）中具有广阔的应用前景。然而，其催化性能仍然受到电催化活性位点浓度低和热电子注入差的限制。在此，通过适度的 Mo 掺杂，同时实现了具有高浓度活性位点和有效利用热电子的 ReSe2 纳米片（NS）的双重增强。系统地研究了暴露的催化活性位点、改进的电导率和增强的太阳光谱响应的贡献。Re0.94Mo0.06Se2 具有优异的 PE-HER 催化性能，与其他 Re1- x Mo x Se2 样品相比，它具有更多的催化活性位点和优化的能带结构。在这里，证明只有掺杂才能将 -10 mA cm-2 下的过电势 (η10) 从 239 mV 降低至 174 mV (Δ1η10 = 65 mV)。然后，在模拟 AM 1.5 太阳光照下，η10 进一步提高至 137 mV（Δ2η10 = 37 mV）。在最佳 Re0.94Mo0.06Se2 中，PE-HER 的总改进 (Δn10) 为 102 mV (Δ1n10 + Δ2n10 = 102 mV)。这项工作为研究高效光增强 HER ReSe2 基电催化剂和其他层状过渡金属二硫属化物提供了新的视角。
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