Impacto electroquímico de MoS2/MoSe: en reacciones de evolución de hidrógeno HER

Abstract

This research project focuses on the synthesis of catalytic materials based on selenium-doped molybdenum sulfide supported on carbon nanotubes (CNTs), with the aim of evaluating their feasibility for use in hydrogen electrochemistry, particularly for generating H₂ via the electrochemical water-splitting reaction. Although noble metals such as platinum (Pt) exhibit excellent electrocatalytic activity for the hydrogen evolution reaction (HER), their high-cost limits large-scale application for hydrogen production. Therefore, developing low-cost materials using earth-abundant elements as electrocatalysts has attracted considerable attention. In this context, transition metal sulfides and selenides have recently been explored as promising catalytic materials for HER due to their abundance and relatively high electrochemical activity. Furthermore, when supported on carbon-based materials, they have shown increased specific surface area and improved electrochemical stability. Thus, this project proposes to study the incorporation of molybdenum sulfoselenides supported on multi-walled carbon nanotubes (CNTs). MoS₂ₓSe₂(1–ₓ)-type compounds will be synthesized via the hydrothermal method and characterized using various techniques to assess their physical and chemical properties. Their catalytic activity in the hydrogen evolution reaction will then be evaluated through electrochemical techniques, which will allow us to correlate their structure with their functionality in hydrogen production processes.

El presente proyecto de investigación se enfoca en la síntesis de materiales catalíticos tipo sulfuro de molibdeno dopado con selenio soportado en nanotubos de carbono (NTC), con el objetivo de evaluar su viabilidad en aplicaciones de electroquímica del hidrógeno, particularmente en la generación de H₂ a partir de la reacción de descomposición electroquímica del agua. Aunque los metales nobles como el platino (Pt) presentan una excelente actividad electrocatalítica para la reacción de evolución de hidrógeno (REH), su alto costo limita su aplicación a gran escala para la producción de H₂. Por ello, el desarrollo de materiales de bajo costo que empleen elementos abundantes en la corteza terrestre como electrocatalizadores ha cobrado gran interés. En este contexto, los sulfuros y seleniuro de metales de transición se han investigado recientemente como materiales catalíticos prometedores para la REH, debido a su abundancia y a sus relativamente altos valores de actividad electroquímica. Además, cuando estos compuestos se soportan sobre materiales a base de carbono, se ha reportado un incremento en el área superficial específica y una mejora en su estabilidad electroquímica. Por lo tanto, se estudiar la incorporación de sulfoseleniuro de molibdeno soportado en nanotubos de carbono de paredes múltiples (NTC). Los compuestos tipo MoS₂ₓSe₂(1–ₓ) serán sintetizados mediante el método hidrotérmico y caracterizados utilizando diversas técnicas que permitirán evaluar sus propiedades físico-químicas. Finalmente, se evaluará su actividad catalítica en la reacción de evolución de hidrógeno (HER) mediante técnicas electroquímicas, lo que permitirá relacionar su estructura con su funcionalidad en procesos de producción de hidrógeno.