高导电性和催化活性的Janus-TiNbCO2析氢反应催化材料

探寻具有高导电性和高催化活性的析氢反应（HER）催化材料一直是可持续能源发展研究中的热点。Ti₂C具有表面活性位点多和优良的力学稳定性、导电性等,已成为潜在的制氢催化剂。然而,终端O修饰Ti₂C表面,会降低该材料的导电性,进而限制了电子在价带与导带间的输运。本研究通过Nb掺杂,构建双电层Janus-TiNbCO₂,并借助VASP软件研究了Janus-TiNbCO₂的能带结构、HER性能和HER反应路径过渡态。结果表明,Janus-TiNb-CO₂为导体材料,其在应力、氧空位缺陷和H*覆盖度的影响下,均表现出极优异的催化活性,计算获得的最优ΔG_H*值为0.02 eV。H*在Janus-TiNbCO₂上可能以Heyrovsky路径进行反应,该路径的迁移能势垒为0.23 eV。Janus-TiNbCO₂是一种具有HER应用前景的催化材料。