一种可持续使用的双金属Ag/Zn–Ta2C MXene催化剂，用于氢气释放和乙腈还原反应的双重电催化

《Energy & Fuels》：Sustainable Bimetallic Ag/Zn–Ta2C MXene Catalyst for Dual Electrocatalysis of Hydrogen Evolution and Acetonitrile Reduction Reactions

双功能催化剂Ag/Zn–Ta2C MXene在碱性/酸性条件下高效稳定催化氢析反应（HER）和丙酮氰还原（ARR），过电位低至83 mV@10 mA/cm2，持续24小时性能保持，因活性位点充分暴露及抑制混合价态和颗粒聚集。

　　

电催化水分解是一种可持续且环保的制氢（H₂）方法。然而，由于反应动力学较慢，阴极析氢反应（HER）通常需要较高的过电位。另一方面，电催化还原乙腈（ARR）是一种更节能的技术，同时还能生成具有附加价值的仲胺和叔胺。本研究开发了一种双金属Ag/Zn–Ta₂C MXene复合材料，作为在温和条件下同时适用于HER和ARR的耐用高效电催化剂。在两种不同的环境中，该复合材料表现出优异的催化性能：在碱性环境（1 M KOH）中用于ARR，在酸性环境（0.5 M H₂SO₄）中用于HER。经过改性的MXene电极在HER时的电流密度可达10 mA/cm²，过电位仅为83 mV（相对于RHE）；在ARR时的电流密度为10 mA/cm²，过电位为?0.23 V（相对于RHE）。值得注意的是，这种混合催化剂在两种反应条件下都表现出良好的稳定性，并且在连续运行24小时后仍保持高活性。活性位点的有效暴露以及混合价态和颗粒聚集等问题的缓解是双金属MXene相较于单金属MXene具有更好性能的原因。这些结果展示了Ag/Zn–Ta₂C MXene作为双功能催化剂的潜力，为基于贵金属的材料提供了一种经济且环保的替代品，适用于高效电催化领域。