液相剝離之二硫化鉬(MoS2)奈米片複合材料與導電高分子聚苯胺(PANI)結合,經過電化學聚合後程序作為P/N異質接面結構(P/N heterojunction structure)的觸媒設計,並在高導電度基材發泡鎳網(Nickel foam)輔助下,作為電化學產氫之觸媒;所製備之異質接面電催化觸媒具有高度電化學產氫效果,後續再經過自行研發的電化學活化過程,大幅提升PANI@MoS2電催化觸媒在電化學析氫的性能表現以及長期操作的穩定性。
經電化學活化過程處理後的PANI@MoS2電催化觸媒與一般貴金屬鉑碳觸媒(Pt/C)具有高度的競爭力;本研究製備之電催化觸媒具有低過電位、低塔菲爾斜率、低阻抗及良好的電化學穩定性,極具潛力作為非貴金屬析氫反應之電催化觸媒。最後我們將製備之奈米片應用在膜電極元件(MEA)的陰極端,作為析氫反應 (HER)以及碘氧化反應(IOR)電催化觸媒,與40%的貴金屬鉑碳觸媒相比,PANI@MoS2電催化觸媒的電化學表現具有高度的競爭力及具有高度操作穩定性;在非貴金屬電催化觸媒的開發仍然是一個活躍的研究領域,我們正在不斷探索新的材料組合和製備方法,以改進它們的催化活性和穩定性。這些觸媒的成功應用將有助於推動能源轉型、燃料電池、水電解和其他電化學應用的發展。
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