Catalizadores de evolución de hidrógeno mejorados: nanoestructuras híbridas MoSe₂–Ni₃Se₄ con actividad electrocatalítica superior

Resumen

Combinar MoSe₂ con otros dicalcógenidos de metales de transición para formar una nanoestructura híbrida es una ruta efectiva para mejorar las actividades electrocatalíticas para la reacción de evolución de hidrógeno (REH). En este estudio, nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂-Ni₃Se₄ con morfología similar a flores se sintetizan por un enfoque de solución inducido por semillas. En lugar de nuclearse independientemente para formar nanocristales separados, el componente Ni₃Se₄ tiende a nuclearse y crecer en las superficies de nanoflakes ultradelgados de MoSe₂ para formar una nanoestructura híbrida. Se preparan nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ con diferentes ratios Mo:Ni y se comparan sus actividades catalíticas de REH. Los resultados muestran que las actividades de REH se ven afectadas por los ratios Mo:Ni. En comparación con MoSe₂ puro, los nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂-Ni₃Se₄ con una relación molar Mo:Ni de 2:1 exhiben propiedades de REH mejoradas con una sobrepotencial de 203 mV a 10 mA/cm² y una pendiente de Tafel de 57 mV por década. También se observan conductividad mejorada y frecuencias de recambio (TOF) aumentadas para las muestras híbridas MoSe₂-Ni₃Se₄.

Introducción

Los combustibles fósiles tradicionales son las principales fuentes de energía en nuestra sociedad; sin embargo, no son renovables ni sostenibles, y causan contaminación grave al medio ambiente. Entre las energías alternativas, la energía de hidrógeno ha sido considerada como una de las energías limpias más prometedoras debido a su ultrahigh densidad energética [1]. Hasta ahora, la producción a gran escala de hidrógeno proviene principalmente de fuentes de combustibles fósiles [2]. La gasificación de carbón y reformado de metano con vapor producen industrialmente el 95 % del hidrógeno [3]. La reacción de evolución de hidrógeno (REH) ha sido considerada como una ruta prometedora para generar hidrógeno de alta pureza [1, 4, 5]. Sin embargo, los mejores electrocatalizadores para REH en medios ácidos siguen siendo materiales basados en Pt y otros metales nobles [6]. Debido a su escasez y alto costo, los materiales basados en Pt no son adecuados para aplicarse en evolución de hidrógeno a gran escala [7]. Los dicalcógenidos de metales de transición (DMT), como MoS₂, MoSe₂, WS₂ y WSe₂, han recibido atención intensiva debido a sus excelentes propiedades electroquímicas y naturaleza abundante en la tierra. Como material semiconductor DMT típico en capas, MoSe₂ tiene una estructura similar al grafito, y se forma por capas Se-Mo-Se unidas mediante fuerzas de van der Waals. Además, MoSe₂ es más metálico que MoS₂, y tiene una energía libre de Gibbs de adsorción de hidrógeno en el borde de MoSe₂ menor que MoS₂, lo que conduce a una mayor adsorción de hidrógeno [8]. Por esta razón, MoSe₂ y sus híbridos han capturado mucha atención como electrocatalizadores para REH.

Es bien sabido que solo los sitios activos son efectivos para REH. Para nanoestructuras en capas bidimensionales como nanoflakes de DMT, los sitios activos para REH están ubicados a lo largo de los bordes de los nanoflakes [9], mientras que las superficies basales son inertes. La conductividad de los electrocatalizadores también es un tema importante para REH. Como un tipo de semiconductor, la pobre capacidad de transporte de electrones de MoSe₂ comparado con metales nobles aún limita su rendimiento en REH [10]. Por lo tanto, las estrategias generales para mejorar la actividad de catalizadores DMT son mejorar la conductividad eléctrica [11, 12] y aumentar el número de sitios activos [12-14]. Mientras tanto, diseñar estructuras híbridas integrando diferentes tipos de materiales semiconductores, especialmente DMT con una orientación preferida, se considera un enfoque importante para ajustar las propiedades electrónicas de materiales semiconductores [15-17]. Las nanoestructuras híbridas con heterointerfaces eficientes pueden promover la transferencia de carga interfacial rápida, que es fundamental para las reacciones electroquímicas [18]. Además, es bien sabido que tres pasos elementales, es decir, adsorción, reducción y desorción, son necesarios para generar hidrógeno durante las reacciones electroquímicas [19]. Una de las superioridades de los materiales híbridos compuestos de diferentes componentes químicos es que pueden superar la limitación de que muchos catalizadores de un solo componente no son efectivos para los tres procesos de reacción intermedios. Recientemente, algunos investigadores han integrado catalizadores basados en Ni con MoSe₂ en varias morfologías usando diferentes métodos para lograr rendimientos de REH mejorados [15, 18, 20]. La combinación de MoSe₂ con seleniuro de Ni para formar una estructura híbrida puede utilizar el efecto sinérgico que surge de la interacción entre dos componentes heterogéneos para lograr una actividad electrocatalítica mejorada. Por ejemplo, un cálculo DFT indicó que MoS₂_(1−x)Se₂x/NiSe₂ tenía una energía libre de Gibbs de adsorción de hidrógeno mucho menor en planos (100) y (110) que MoS₂_(1−x)Se₂x puro, lo que podría resultar en mayor cobertura de hidrógeno en los sitios activos y por lo tanto lograr rendimientos electrocatalíticos sobresalientes [21].

Aquí, intentamos preparar nanoelectrocatalizadores híbridos creciendo Ni₃Se₄ en las superficies de semillas de MoSe₂ similares a flores que se sintetizan mediante un método coloidal reportado en nuestro estudio previo [22]. Tal enfoque de crecimiento inducido por semillas ofrece un medio fácil para construir varias nanoestructuras híbridas de DMT. La razón por la que seleccionamos Ni₃Se₄ como componente híbrido es que Ni₃Se₄ tiene una conductividad eléctrica más alta que otros seleniuro de níquel [23]. Para investigar las influencias de Ni₃Se₄ en la actividad del catalizador y encontrar la mejor relación de composición, modulamos sistemáticamente el contenido de Ni₃Se₄ y MoSe₂, y encontramos que la incorporación de contenido moderado de Ni₃Se₄ en los sistemas híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ puede mejorar los rendimientos de REH. Nuestros resultados sugieren que la construcción de una nanoestructura híbrida de MoSe₂–Ni₃Se₄ es un enfoque efectivo para mejorar los rendimientos de REH de MoSe₂ puro.

Métodos/Experimental

Síntesis de nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄

La síntesis de nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ involucró dos pasos. En el primer paso, las semillas de MoSe₂ se sintetizaron según el método reportado en nuestro estudio previo [22]. Brevemente, 10 mL de ácido oleico (AO, 85 %, Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd.) y 0,4 mmol de hexacarbonilo de molibdeno (Mo(CO)₆, 98 %, J&K Scientific Ltd.) se mezclaron y calentaron lentamente a 85 °C en gas argón. Posteriormente, la temperatura de la solución mezclada se aumentó a 200 °C y 6,7 mL de solución pre-preparada que contenía 1-octadecano (ODE, 90 %, Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd.) y Se (99,999 %, J&K Scientific Ltd.) con una concentración de Se de 0,15 mmol/mL se inyectó en la solución de reacción usando una velocidad de inyección de 0,5 mL/min. Cuando se completó la inyección, la reacción se mantuvoさらに 30 min para generar semillas de MoSe₂. En el siguiente paso, la temperatura de reacción se aumentó a 300 °C, y una mezcla de 3,3 mL de solución de ODE y Se, y acetilacetonato de níquel(II) (Ni(acac)₂, 0,2 mmol, 96 %, J&K Scientific Ltd.) se inyectó en las mezclas de reacción y se mantuvo a 300 °C durante 30 min. Tras enfriar a temperatura ambiente, los productos de reacción se lavaron con etanol y hexano, y luego se secaron a temperatura ambiente. La muestra sintetizada se etiquetó como Mo2Ni1, denotando que la relación molar de Mo:Ni en las muestras híbridas MoSe₂–Ni₃Se₄ es 2:1. Otras muestras nanohíbridas MoSe₂–Ni₃Se₄ con diferentes ratios Mo a Ni se sintetizaron usando el mismo procedimiento excepto que se añadieron diferentes calidades de mezclas de fuentes de Ni y Se en la reacción.

Caracterización

La fase cristalina se caracterizó usando un difractómetro de rayos X (Bruker D8-Advance). Las imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) se obtuvieron usando un microscopio electrónico de transmisión JEM-2100. Imágenes de campo oscuro anular de alto ángulo (HAADF) y mapeo elemental correspondiente se realizaron con un microscopio electrónico de transmisión TECNAI F-30. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) se adquirieron usando un microscopio electrónico de barrido SU-70. Los datos de espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) se obtuvieron mediante un espectrómetro (PHI QUANTUM 2000) con fuente Al Kα.

Pruebas electroquímicas

Las pruebas electroquímicas se realizaron en un sistema de prueba estándar que contenía un electrodo de referencia de Ag/AgCl, un electrodo contador de varilla de grafito y un electrodo de trabajo de carbono vítreo que estaban conectados a una estación de trabajo electroquímica Autolab 302N que usó H₂SO₄ (0,5 M) como electrolito. Para preparar tinta electrocatalítica, los electrocatalizadores sintetizados (4 mg), negro de carbono Ketjenblack (0,5 mg) y solución de Nafion (30 μL) se mezclaron con solución etanol-agua (1 mL) con un contenido de etanol de 20 % vol. Las mezclas se ultrasonificaron durante 30 min. Finalmente, 5 μL de tinta (conteniendo aproximadamente 20 μg de electrocatalizadores) se depositaron en el electrodo de carbono vítreo para formar una película que tenía una carga de aproximadamente 0,286 mg/cm² y se secó a temperatura ambiente. Las curvas de polarización se obtuvieron usando una velocidad de barrido de 2 mV s⁻¹ a 25 °C de 0,2 a −0,6 V (versus electrodo de hidrógeno reversible (RHE)). Los datos de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) se obtuvieron a frecuencias que van de 0,01 Hz a 100 kHz a –260 mV. La prueba de voltametría cíclica (CV) se realizó para obtener la capacitancia de doble capa (potencial no faradaico) de 0,1 a 0,2 mV y para calcular el área de superficie efectiva del electrodo.

Resultados y Discusión

La síntesis de nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ se basa en una estrategia inducida por semillas en la que Ni₃Se₄ nanoescala crece in situ en las semillas pre-formadas de MoSe₂ (Fig. 1). En el primer paso, las semillas de MoSe₂ se sintetizaron mediante la reacción entre precursor de Mo (Mo(CO)₆) y Se en presencia de AO en ODE a 200 °C, en el cual proceso nanoflakes ultradelgados de MoSe₂ que se formaron durante el proceso de calentamiento se autoensamblaronさらに en partículas de MoSe₂ similares a flores [22]. La morfología similar a flores con gran área de superficie puede facilitar la dispersión e interacción íntima del segundo componente [24]. Después de que la temperatura alcanzó 300 °C, la solución que contenía Ni(acac)₂ y ODE-Se se inyectó rápidamente en las mezclas de reacción calientes que contenían semillas de MoSe₂. En esta etapa, Ni₃Se₄ nuclea y crece en la superficie de nanoflakes de MoSe₂ para formar nanoestructuras híbridas MoSe₂–Ni₃Se₄. Esta estrategia sintética fácil es efectiva para la síntesis de nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ con diferentes ratios Mo:Ni bajo condiciones experimentales similares y puede emplearse para construir otros nanoelectrocatalizadores híbridos basados en MoSe₂.

La Fig. 2 compara los patrones XRD de MoSe₂ puro y muestras híbridas MoSe₂–Ni₃Se₄. Los picos de difracción de la muestra de MoSe₂ puro están de acuerdo con MoSe₂ hexagonal (PDF# 29-0914) mientras que las muestras híbridas MoSe₂–Ni₃Se₄ con diferentes ratios Mo:Ni exhiben picos combinacionales de MoSe₂ hexagonal y Ni₃Se₄ monoclínico (PDF# 13-0300). A medida que aumenta el contenido de precursor de Ni añadido, la intensidad de pico de Ni₃Se₄ en los patrones XRD también aumenta, lo que indica que la concentración de Ni₃Se₄ en los nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ aumenta también. Por lo tanto, el contenido de Ni₃Se₄ en los nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ puede ajustarse controlando el contenido de precursor de Ni añadido. Los análisis SAED (Archivo adicional 1: Figura S1) también revelan la coexistencia de MoSe₂ hexagonal y Ni₃Se₄ monoclínico, lo que confirma los resultados XRD. A medida que aumenta el contenido de precursor de Ni añadido, los anillos de difracción pertenecientes a Ni₃Se₄ también se vuelven prominentes, demostrando que el contenido relativo del componente Ni₃Se₄ en los nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ aumenta también.

La morfología de las muestras preparadas se analizó por SEM y TEM. El MoSe₂ puro posee una morfología similar a flores que tiene un tamaño que varía de 100 a 200 nm (Archivo adicional 1: Figura S2). Al incorporar Ni₃Se₄, se puede ver distintamente que los pétalos de nanoflores comienzan a volverse más gruesos (Fig. 3), y la morfología similar a flores tiende a desaparecer gradualmente con el aumento del contenido de Ni₃Se₄. Análisis TEM de alta resolución (HRTEM) (Fig. 4a, b) en la muestra Mo2Ni1 revelan dos tipos de franjas de red evidentes: una con un espaciado interplanar de 0,64 nm corresponde al plano (002) de MoSe₂ [25], y la otra con un espaciado interplanar de 0,27 nm concuerda bien con el plano (−112) de Ni₃Se₄. El resultado confirma la presencia de ambos componentes MoSe₂ y Ni₃Se₄ en una nanoestructura híbrida, y las superficies principales de los pétalos de nanoflores están constituidas por las facetas {001} de MoSe₂. Además, las dos franjas de red diferentes están aproximadamente en paralelo, indicando que Ni₃Se₄ puede crecer en las facetas {001} de MoSe₂ a lo largo del eje c de MoSe₂.

Los mapas elementales de espectroscopía de rayos X dispersiva en energía (EDS) junto con la imagen HAADF (Fig. 4d-f) confirman la presencia de Se, Ni y Mo. Sin embargo, la distribución espacial de Mo y Ni es ligeramente diferente. Mo se distribuye básicamente homogéneamente en la nanoflor, mientras que Ni tiende a concentrarse cerca de los pétalos de la nanoflor, lo que indica que Ni₃Se₄ debe crecer en los pétalos de MoSe₂. El recubrimiento de capas más gruesas de Ni₃Se₄ en MoSe₂ puede bloquear los sitios activos de MoSe₂ y eventualmente conduce a rendimientos de REH disminuidos. Además de la cantidad inyectada de fuentes de Ni y Se, la tasa de inyección también afecta la morfología de la nanoestructura híbrida MoSe₂–Ni₃Se₄. Cuando se usó una tasa de inyección menor (1,65 mL/min) de fuentes de Ni y Se, los productos resultaron tener una morfología inhomogénea (Archivo adicional 1: Fig. S3). Esto indica que la formación de la nanoestructura híbrida MoSe₂–Ni₃Se₄ también es un proceso controlado cinéticamente.

Los análisis XPS (Fig. 5a-d)さらに verifican la presencia de Mo, Ni y Se en la muestra híbrida (tomando Mo2Ni1 como ejemplo típico). Para las regiones Se 3d (Fig. 5b), los dos picos a 54,75 y 55,75 eV se asignan a Se 3d_5/2 y Se 3d_3/2, respectivamente, lo que indica que el estado de oxidación para Se es −2 [26]. El pico obvio a 59,37 eV sugiere que las especies de Se en las superficies han sido oxidadas [20, 26]. En la Fig. 5c, dos picos ubicados a 229,37 y 232,50 eV se asignan a Mo 3d_5/2 y 3d_3/2, respectivamente, lo que indica el estado de oxidación +4 de Mo [8, 11, 26]. En la Fig. 5d, los picos Ni 2p están claramente presentes, y los picos a 856,62 y 874,12 eV concuerdan bien con Ni 2p_3/2 y Ni 2p_1/2, respectivamente. Los dos picos satélite a 861,87 y 880,37 eV sugieren que Ni está en el estado de oxidación cercano a +2 [27].

El mecanismo de formación de la nanoestructura híbrida MoSe₂–Ni₃Se₄ puede entenderse a partir de los resultados de caracterización anteriores. Las semillas de MoSe₂ similares a flores juegan un papel importante en inducir la formación de Ni₃Se₄ en las superficies de MoSe₂. A la temperatura de reacción de 300 °C, Ni(acac)₂ se descompone fácilmente para reaccionar con Se y formar Ni₃Se₄. Las superficies de MoSe₂ pueden actuar como sitios de nucleación heterogénea para inducir la nucleación de Ni₃Se₄. Obviamente, tal proceso de nucleación heterogénea requiere menos energía de activación que la nucleación homogénea. Por lo tanto, se observa que Ni₃Se₄ crece en las superficies de MoSe₂ para formar morfología similar a pétalos en lugar de partículas separadas que se forman por nucleación homogénea independiente. Con el aumento adicional de las cantidades de fuentes de Ni y Se, Ni₃Se₄ tiende a crecer en las superficies de pétalos de Ni₃Se₄ que ya se han formado. Como resultado, se observan nanoestructuras híbridas MoSe₂–Ni₃Se₄ con mayor espesor de pétalos de Ni₃Se₄ (ver la evolución morfológica mostrada en la Fig. 3).

La actividad electrocatalítica de los catalizadores preparados se midió usando un sistema de tres electrodos en solución ácida. Como se muestra en la Fig. 6a, todos los sobrepotenciales de inicio (es decir, el potencial necesario para lograr una densidad de corriente de 1 mA cm⁻²) [28] de varios catalizadores son pequeños. La muestra Mo5Ni1 requiere el sobrepotencial de inicio más bajo de 128 mV para REH, mientras que para otros catalizadores, los valores de sobrepotencial de inicio son 163, 140, 162 y 216 mV para MoSe₂, Mo2Ni1, Mo1Ni1 y Ni₃Se₄, respectivamente. Cuando la densidad de corriente catódica alcanza -10 mA cm⁻², la muestra Mo2Ni1 requiere el sobrepotencial más pequeño de 203 mV. Los sobrepotenciales necesarios son 234, 220, 250 y 299 mV para MoSe₂, Mo5Ni1, Mo1Ni1 y Ni₃Se₄, respectivamente. Para investigarさらに las muestras obtenidas, se analizaron las porciones lineales de las curvas de Tafel usando la ecuación de Tafel:

η = b log j + a (1)

donde j es la densidad de corriente, η es el sobrepotencial, y b es la pendiente de Tafel. Como se ve en la Fig. 6b, la muestra Mo2Ni1 tiene una pendiente de Tafel de 57 mV por década. Este valor es sustancialmente menor que las pendientes de Mo5Ni1 (85 mV por década), Mo1Ni1 (88 mV por década), Ni₃Se₄ (82 mV por década) y MoSe₂ (71 mV por década). Mientras tanto, Pt/C exhibe una pendiente de Tafel de ~33 mV por década, correspondiendo bien a los valores conocidos [29]. Teóricamente, la pendiente de Tafel menor sugiere cinética de REH más rápida [30]. El mecanismo principal de reacción en el proceso REH puede revelarse por la pendiente de Tafel [15, 19]. Hay tres pasos principales que pueden participar en el proceso REH, es decir, reacción Volmer: H⁺ (ac) + e⁻ → H_ads, reacción Heyrovsky: H_ads + H⁺ (ac) + e⁻ → H₂ (g), y reacción Tafel: H_ads + H_ads → H₂ (g). A 25 °C, los valores de pendiente de Tafel de las tres reacciones son 118 mV por década, 39 mV por década y 29 mV por década, respectivamente [19]. En consecuencia, los resultados en nuestro estudio sugieren que el mecanismo de Volmer-Heyrovsky [31-33] debería ser dominante para todas las muestras preparadas en la REH.

Para investigarさらに la cinética de los electrodos, los gráficos de Nyquist de cinco muestras adquiridos por EIS se muestran en la Fig. 6c. La resistencia de transferencia de carga (R_ct) que se logra de la región de baja frecuencia tiene una relación cercana con la cinética de los electrodos. Un valor menor de R_ct es relevante para una tasa de reacción más alta [34]. El valor de R_ct de Mo2Ni1 es 13,0 Ω, que es el valor más bajo entre las cinco muestras. Para otras muestras, los valores de R_ct son 27,5, 27,1, 109,1 y 254,6 Ω para MoSe₂, Mo5Ni1, Mo1Ni1 y Ni₃Se₄, respectivamente. El R_ct más bajo de Mo2Ni1 sugiere el proceso de transferencia de carga más rápido entre las muestras preparadas. El resultadoさらに prueba la excelente eficiencia electrocatalítica de REH de la muestra Mo2Ni1. La mejor conductividad podría resultar de la modulación de la estructura electrónica a través de efectos sinérgicos entre MoSe₂ y Ni₃Se₄. La Fig. 6d presenta las curvas de polarización para caracterizar la estabilidad de la muestra Mo2Ni1. Tras 1000 ciclos, el rendimiento catalítico solo muestra un ligero declive. Los efectos sinérgicos juegan un papel importante en controlar las interacciones adsortivo-absortivas en las superficies catalíticas y así determinan el paso determinante de la velocidad de la reacción catalítica [35]. Por lo tanto, la utilización de efectos sinérgicos constituye una ventaja mayor de la nanoestructura híbrida para la mejora de la actividad de REH.

Para calcular aproximadamente el área de superficie electroquímicamente activa (ESCA) de los catalizadores, las capacitancias de doble capa electroquímicas (C_dl) se miden usando voltametría cíclica (CV) a diferentes velocidades de barrido (Archivo adicional 1: Figura S4). Los gráficos de Δj = (j_a−j_c)(j_a y j_c son la densidad de corriente al cargar y descargar a un voltaje de 0,15 V, respectivamente) contra la velocidad de barrido se muestran en la Fig. 7a, y los valores de C_dl se cuentan como la mitad de las pendientes. Mo2Ni1 exhibe un valor de C_dl de 2,67 mF cm⁻² que es ligeramente menor que el valor (3,06 mF cm⁻²) de MoSe₂ y Mo5Ni1 (2,82 mF cm⁻²), sugiriendo que la adición de Ni₃Se₄ no puede aumentarさらに el área de superficie electroquímicamente activa, y la consecuencia es consistente con la observación TEM. Por lo tanto, la razón para la mejora de la actividad catalítica de REH de la muestra Mo2Ni1 no es probable que se deba al aumento del área de superficie electroquímicamente activa sino al efecto sinérgico entre MoSe₂ y Ni₃Se₄, junto con la promoción de la conductividad. Además, estimamos los números de sitios activos y frecuencias de recambio (TOF) de varios catalizadores. Los números de activos se obtienen por las curvas CV de diferentes catalizadores que se registran de −0,4 a 0,6 V en un electrolito de solución salina fosfato amortiguada con una velocidad de barrido de 50 mV s⁻¹ (Archivo adicional 1: Figura S5) [30, 36]. El número calculado de sitios activos para Mo2Ni1 es 1,02 × 10⁻⁶ mol mientras que el de MoSe₂ es 0,77 × 10⁻⁶ mol. Además, la TOF calculada a –200 mV para cada sitio activo de Mo2Ni1 es 3,4 s⁻¹, que también es mayor que la (2,1 s⁻¹) de MoSe₂ (Fig. 7b). Teóricamente, la actividad de REH de catalizadores puede atribuirse a tres factores: (a) los números de sitios activos, (b) la calidad del sitio activo (frecuencia de recambio), y (c) la conductividad entre sitios activos [37]. En este trabajo, aunque Mo2Ni1 tiene un valor ligeramente menor de C_dl comparado con MoSe₂, posee la impedancia de transferencia de carga más baja, la mayor cantidad de sitios activos y la TOF más alta. Por lo tanto, exhibe la mejor actividad general de REH.

Conclusiones

Se ha desarrollado una ruta de solución inducida por semillas para la síntesis de nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄. Semillas de MoSe₂ con morfología similar a flores compuesta por el ensamblaje de nanoflakes ultradelgados se han usado para inducir el crecimiento de Ni₃Se₄ en los pétalos de flores de MoSe₂. La composición química de los nanoelectrocatalizadores híbridos MoSe₂–Ni₃Se₄ puede modularse ajustando el contenido de Ni₃Se₄. Se ha observado que la combinación de Ni₃Se₄ con MoSe₂ para formar una nanoestructura híbrida puede mejorar los rendimientos de REH de MoSe₂. El nanoelectrocatalizador híbrido MoSe₂–Ni₃Se₄ con una relación Mo:Ni de 2:1 ofrece rendimientos de REH notables que tienen un sobrepotencial de inicio pequeño de 140 mV, un sobrepotencial de 201 mV a 10 mA cm⁻² y una pendiente de Tafel pequeña de 57 mV dec⁻¹ bajo condiciones ácidas. También se han observado conductividad mejorada y TOF.