CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE

MXene based electrocatalysts for efficient water splitting

[Электрокатализаторы на основе MXene для эффективного расщепления воды]

J. Mamanazirov^ab, Sh. I. Mamatkulov^ac, M. Jumayeva^a, Kh. Butanov^a, W. He^d, J. Low^e, O. Parpiev^a, O. Ruzimuradov<sup>f

a</sup> Institute of Materials Science, Uzbekistan Academy of Sciences, Tashkent, Uzbekistan
^b National Research Institute of Renewable Energy Sources, Ministry of Energy, Tashkent, Uzbekistan
^c Institute of Fundamental and Applied Research under TIIAME National Research University, Tashkent, Uzbekistan
^d School of Materials Science and Engineering, Anhui University, Hefei, China
^e School of Physical Science and Technology, Tiangong University, Tianjin, China
^f Turin Polytechnic University in Tashkent, Tashkent, Uzbekistan

Аннотация: В этом исследовании мы модифицировали электроды на основе Ni с помощью MXene и композитных катализаторов на основе MXene для расщепления воды. Катализатор на основе MXene продемонстрировал превосходную электрохимическую площадь поверхности (ECSA) 1840 см$^2$, что подчеркивает его обилие активных центров. Для дальнейшего повышения каталитической активности MXene был модифицирован оксидом графена (GO) и сажей (CB), что значительно снизило перенапряжение с 300 мВ до 196 мВ при 10 мА см$^{-2}$ и улучшило кинетику реакции, о чем свидетельствует низкий наклон Тафеля 96,35 мВ dec$^{-1}$. Более того, композит MXene–GO–CB продемонстрировал выдающуюся долговременную долговечность, сохраняя стабильную работу в течение 50 ч при 100 мА см$^{-2}$ с увеличением перенапряжения всего на 34 мВ при 10 мА см$^{-2}$. Эти результаты подтверждают, что синергетическое сочетание MXene с GO и CB дает высокоактивный и долговечный электрокатализатор, обладающий большим потенциалом для практического применения в электролизе воды.

Ключевые слова: композиты на основе MXene, HER, OER, электрокатализаторы.

Поступила в редакцию: 29.07.2025
Исправленный вариант: 27.09.2025
Принята в печать: 04.12.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-6-887-896