Doping Mo Triggers Charge Distribution Optimization and P Vacancy of Ni 2 P@Ni 12 P 5 Heterojunction for Industrial Electrocatalytic Production of Adipic Acid and H 2

材料科学 己二酸 双功能 制氢 电催化剂 X射线光电子能谱 异质结 分析化学(期刊) 光化学 化学工程 电化学 物理化学 电极 催化作用 光电子学 化学 有机化学 色谱法 复合材料 工程类 生物化学
作者
Shengnan Fan,Ganceng Yang,Yanqing Jiao,Yue Liu,Jiaqi Wang,Haijing Yan,Honggang Fu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (21): e2502523-e2502523 被引量:43
标识
DOI:10.1002/adma.202502523
摘要

Abstract Synchronous electrosynthesis of value‐added adipic acid (AA) and H 2 is extremely crucial for carbon neutrality. However, accomplishing the preparation of AA and H 2 at large current density with high selectivity is still challenging. Herein, a robust Mo‐doped Ni 2 P@Ni 12 P 5 heterojunction with more P vacancies on Ni foam is proposed for accomplishing simultaneous electrooxidation of cyclohexanol (CHAOR) to AA and hydrogen evolution reaction (HER) at large current density. Combined X‐ray photoelectron spectroscopy, X‐ray absorption fine structure, and electron spin resonance confirm that Mo incorporation induces the charge redistribution of Ni 2 P@Ni 12 P 5 , where Mo adjusts electrons from Ni to P, and triggers more P vacancies. Further experimental and theoretical investigations reveal that the d‐band center is upshifted, optimizing adsorption energies of water and hydrogen on electron‐rich P site for boosting HER activity. Besides, more Ni 3+ generated from electron‐deficient Ni induced by Mo, alongside more OH* triggered from more P vacancies concurrently promote CHA dehydrogenation and C─C bond cleavage, decreasing energy barrier of CHAOR. Consequently, a two‐electrode flow electrolyzer achieves industrial current density (>230 mA cm −2 ) with 85.7% AA yield, 100% Faradaic efficiency of H 2 production. This study showcases an industrial bifunctional electrocatalyst for AA and H 2 production with high productivity.
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