La microscopía de celda electroquímica de barrido (SECCM) permite la obtención de imágenes y el análisis cuantitativo de los sitios catalíticamente activos de la reacción de evolución de hidrógeno (HER) en 1H MoS 2 monocapas. Crédito:Universidad de Kanazawa
Las propiedades de los dicalcogenuros de metales de transición 2-D están atrayendo un gran interés, y una de las razones es su actividad catalítica. En particular, Se necesitan mejores catalizadores para explotar el potencial de la electrólisis del agua, dividiendo el agua en los elementos que la componen, para proporcionar un almacenamiento de energía sostenible.
"MoS 2 es uno de los catalizadores libres de metales preciosos más prometedores para la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER), "señala Yasufumi Takahashi, Mingwei Chen, y Tomokazu Matsue y sus colegas de la Universidad de Kanazawa y otras instituciones colaboradoras en Japón, los EE. UU. y el Reino Unido en sus recientes Edición internacional Angewandte Chemie reporte. El trabajo destaca el papel de la "microscopía de celda electroquímica de barrido" para diseñar las propiedades catalíticas de estos materiales bidimensionales.
Como señalan los investigadores, La microscopía electroquímica de barrido ya ha demostrado su utilidad en las investigaciones de la actividad catalítica de MoS 2 monocapas, que se han centrado en los efectos de la tensión, así como las propiedades metálicas versus semiconductoras de diferentes fases microestructurales de MoS 2 en SU catálisis. Estos estudios utilizaron un electrodo de microescala para sondear la muestra en busca de actividad electroquímica en función de la ubicación con alta resolución espacial. debido a las dimensiones a microescala del electrodo.
En sus estudios de microscopía de células electroquímicas de barrido, Takahashi, Chen, Matsue y sus colegas usan un nanopipette como local, celda electroquímica móvil para sondear la actividad electroquímica en la superficie en lugar de un ultramicroelectrodo. Destacan la "técnica reproducible y fiable para la fabricación de nanoprobes junto con la rápida caracterización electroquímica debido a su pequeña corriente capacitiva" como ventajas adicionales de esta forma de técnica de caracterización.
Los investigadores utilizaron una nanopipeta con un radio de 20 nm para estudiar monocapas triangulares de MoS 2 con una fase microestructural de 1H, así como heteroestructuras de MoS 2 y WS 2 . Cada escama tenía una longitud lateral de alrededor de 130 nm. Las mediciones revelaron cambios en la actividad catalítica donde los bordes, características de la terraza y heterouniones entre MoS 2 y WS 2 fueron ubicados, lo que concuerda con las sugerencias de informes anteriores. Además, el envejecimiento de la muestra tuvo un efecto notable, particularmente en los bordes.
Los investigadores concluyen que su estudio demuestra cómo es posible evaluar la actividad HER local de muestras catalíticas utilizando microscopía de células electroquímicas de barrido. Sugieren que la técnica puede ser una "herramienta poderosa" para diseñar la fase y estructura de muestras de dicalcogenuro de metal de transición 2-D para aplicaciones en catálisis.
