Interface Engineering of Mo‐doped Ni2P/FexP‐V Multiheterostructure for Efficient Dual‐pH Hydrogen Evolution and Overall Water Splitting

材料科学 兴奋剂 分解水 接口(物质) 对偶(语法数字) 结晶学 光电子学 催化作用 复合材料 有机化学 艺术 化学 文学类 光催化 毛细管数 毛细管作用
作者
Xiaohu Xu,Kaiwei Guo,Jikai Sun,Xinyue Yu,Xiangyang Miao,Wenbo Lu,Lifang Jiao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (33) 被引量:110
标识
DOI:10.1002/adfm.202400397
摘要

Abstract Developing highly effective transition metal‐based bifunctional electrocatalysts remains a tremendously challenging task for large‐scale overall water splitting. Herein, a multiheterostructured Mo‐doped Ni 2 P/Fe x P electrocatalyst on NiFe foam with P vacancy (denoted as Mo─Ni 2 P/Fe x P‐V/NFF) is developed to serve as an efficient dual‐pH electrocatalyst. Due to the synergistic effect of multiple strategies (heteroatom doping, heterointerface, and P vacancy), the Mo─Ni 2 P/Fe x P‐V/NFF possesses remarkable hydrogen evolution reaction (HER) catalytic activity in alkaline/acidic and excellent oxygen evolution reaction (OER) in alkaline media, along with encouraging durability. The mechanisms of improved electrocatalytic activity combining multicharacterizations and density functional theory (DFT) calculations are elucidated. Specifically, X‐ray absorption fine structure experimental analysis confirms that the Mo doping can optimize the electronic structure of electrocatalyst. In situ Raman spectroscopy demonstrates that the evolved oxyhydroxides are the real active substances for the OER. DFT calculations reveal that the conductivity of as‐prepared samples can be enhanced through multiple strategy synergy. Moreover, in the HER process, multiple strategies can not only reduce the hydrogen binding energy to near zero but also enhance the H 2 O dissociation and *OH desorption. In the OER process, DFT calculations also verify that Mo doping and interface engineering can optimize the adsorption of the rate‐determining step, achieving the lowest theoretical overpotential.
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