Tính năng đa chức năng từ hiệu ứng đồng hợp: Các hạt nano CoP được nhúng trong các tấm nano CoOx vô định hình với cấu trúc dị thể cho quá trình điện phân nước hiệu quả cao

Advanced Science - Tập 5 Số 9 - 2018
Jie Yu1, Yijun Zhong2, Xinhao Wu1, Jaka Sunarso3, Meng Ni4, Wei Zhou1, Zongping Shao2,1
1Jiangsu National Synergetic Innovation Center for Advanced Materials (SICAM) State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, No.5 Xin Mofan Road, Nanjing, 210009 P.R. China
2Department of Chemical Engineering, Curtin University, Perth, Western Australia 6845, Australia
3Research Centre for Sustainable Technologies, Faculty of Engineering, Computing and Science, Swinburne University of Technology, Jalan Simpang Tiga, Kuching 93350, Sarawak, Malaysia
4Building Energy Research Group, Department of Building and Real Estate, The Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, 999077, Hong Kong, China

Tóm tắt

Tóm tắtViệc sản xuất hydro từ điện năng táRenewable phụ thuộc vào sự phát triển của một thiết bị điện phân nước kiềm hiệu quả và, cuối cùng, phụ thuộc vào sự sẵn có của các chất điện xúc tác ổn định và giá rẻ có thể thúc đẩy phản ứng sinh oxy (OER) và phản ứng sinh hydro (HER). Thông thường, các chất điện xúc tác khác nhau được áp dụng cho HER và OER do những trung gian phản ứng và cơ chế khác nhau. Ở đây, việc tổng hợp một tấm CoP@a‐CoOx cấu trúc dị thể, bao gồm các cụm nano cobalt phosphide (CoP) tinh thể nhúng và ma trận các tấm nano cobalt oxit (CoOx) vô định hình, thông qua một quy trình kết hợp solvothermal và phosphidation nhiệt độ thấp được báo cáo. Nhờ sự hiện diện của hiệu ứng đồng hợp giữa các cụm nano CoP và các tấm nano CoOx vô định hình trong chất xúc tác, được tạo ra từ các tương tác điện tử giữa các nanointerfaces giữa các pha CoP và CoOx trong cấu trúc dị thể của nó, composite này thể hiện hoạt tính OER rất cao bên cạnh hoạt tính HER thuận lợi, tương đương với hiệu suất của tiêu chuẩn OER IrO2 và gần giống với tiêu chuẩn HER Pt/C. Quan trọng hơn, một hoạt động điện phân nước kiềm hiệu quả và ổn định đã được đạt được bằng cách sử dụng tấm CoP@a‐CoOx làm cả catốt và anode như được chứng minh bằng việc đạt được một điện thế tương đối thấp là 1.660 V tại mật độ dòng 10 mA cm−2 và sự gia tăng nhỏ trên 1.660 V trong 30 giờ hoạt động liên tục.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1073/pnas.0603395103

10.1038/nature11475

10.1039/C5CS00434A

10.1002/chem.201504279

10.1016/j.cattod.2008.08.039

10.1126/science.1103197

10.1021/acscatal.7b00120

10.1016/j.nanoen.2016.10.024

10.1038/ncomms8992

10.1016/j.jpowsour.2016.11.023

10.1016/j.pecs.2009.11.002

10.1016/j.nanoen.2016.04.034

10.1002/aenm.201602355

10.1039/C4CS00470A

10.1021/acscatal.7b00587

10.1038/ncomms5695

10.1021/ja5096733

10.1039/C6SC00077K

10.1021/jacs.5b08186

10.1038/ncomms6982

10.1039/C5EE01155H

10.1002/ange.201510495

10.1021/nn501434a

10.1021/acsami.5b10727

10.1021/acs.nanolett.5b03446

10.1039/C6TA00596A

10.1002/adfm.201601420

10.1016/j.nanoen.2017.10.009

10.1021/acscatal.6b02849

10.1039/C7NR00740J

10.1021/acsenergylett.7b00206

10.1021/acsnano.7b01946

10.1039/C7NR05867E

10.1002/chem.201702676

10.1021/acscatal.5b01196

10.1038/ncomms5477

10.1016/S0920-5861(99)00013-9

10.1016/j.electacta.2010.11.062

10.1021/ja073206

10.1021/ja509348t

10.1021/jacs.5b08186

10.1039/C5EE03440J

10.1002/ange.201501616

10.1002/aenm.201602122

10.1002/ange.201503407

10.1002/adfm.201600566

Thông tin
Thông tin xuất bản

Advanced Science

Tập 5 Số 9

Thông tin tác giả