Co2P-NiMoN/NF Heterostructure Nanorod Arrays as Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Urea Electrolysis

材料科学 双功能 纳米棒 电解 异质结 纳米技术 尿素 电化学 化学工程 无机化学 光电子学 电极 催化作用 物理化学 工程类 电解质 有机化学 化学 生物化学
作者
Zixuan Zhang,Dongxing Tan,Jing Wang,Dan Zhang,Qingkun Kong,Weiqing Kong,Xiaowei Yin,Yuanyuan Feng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (10): 15480-15491 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acsami.4c22180
摘要

Electrolysis of water represents an effective method for the generation of high-purity hydrogen. Nevertheless, the anodic oxygen evolution reaction (OER) exhibits slow kinetics, which leads to a high electrolytic potential and induces excessive energy consumption. In this work, nickel foam-supported 3D phosphide/bimetal nitride (Co2P-NiMoN/NF) nanorod array catalyst is prepared by calcination of NiMoO4, followed by phosphatization of Co(OH)2. The heterostructure catalyst exhibits excellent catalytic activity for cathodic hydrogen evolution reaction (HER: η100 = 98 mV, η1000 = 297 mV) and anodic OER (η100 = 277 mV, η1000 = 382 mV) of water electrolysis in alkaline electrolyte, indicating its feasibility as a bifunctional catalyst for overall water splitting (OWS). Additionally, at a current density of 100 mA cm-2, the associated oxidation potential is decreased by roughly 160 mV when the anodic OER is replaced with the urea oxidation process (UOR), which has a far lower thermodynamic equilibrium potential. Density functional theory (DFT) calculations reveal that the heterointerface between Co2P and NiMoN enriches the density of electronic states near the Fermi level, thereby enhancing electron transfer and promoting charge redistribution. This modulation precisely tunes the adsorption strengths of reactants during the reaction process, ultimately boosting the electrocatalytic performance. A current density of 100 mA cm-2 can be attained at a cell voltage of 1.51 V when Co2P-NiMoN/NF is used as the anode and cathode in the urea electrolysis cell. Notably, this cell potential is significantly lower compared to that of the water electrolysis cell (1.65 V), as well as the previously published values. The findings demonstrate that the Co2P-NiMoN/NF heterostructure can be used as a bifunctional catalyst for water and urea electrolysis and demonstrate an efficient strategy for the energy-efficient production of hydrogen through substituting UOR for OER at the anode of water electrolysis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
bilin完成签到 ,获得积分10
刚刚
田様应助shuaiyuancheng采纳,获得10
刚刚
lingjunjie完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
要减肥南霜完成签到 ,获得积分10
1秒前
Gaoge完成签到,获得积分10
1秒前
phy-cg完成签到 ,获得积分10
1秒前
眼睛大笑容完成签到 ,获得积分10
1秒前
gavin完成签到 ,获得积分10
1秒前
芒果完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
胖子完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
Sue完成签到 ,获得积分10
2秒前
在水一方应助桃子采纳,获得10
2秒前
大酸梅子完成签到 ,获得积分10
2秒前
琪3043完成签到,获得积分20
2秒前
雷雨轩完成签到 ,获得积分10
2秒前
今后应助游悠悠采纳,获得10
3秒前
wa发布了新的文献求助10
3秒前
栗子发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Decline完成签到 ,获得积分10
3秒前
今天记得来完成签到 ,获得积分10
3秒前
Francois完成签到 ,获得积分10
4秒前
p454q发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
lin完成签到 ,获得积分10
4秒前
心灵手巧完成签到 ,获得积分10
4秒前
sunshine发布了新的文献求助10
4秒前
1111发布了新的文献求助10
5秒前
不热情小羊完成签到 ,获得积分10
5秒前
朴实昊强完成签到 ,获得积分10
5秒前
喜东东完成签到,获得积分10
5秒前
Dong完成签到 ,获得积分10
5秒前
过时的子轩关注了科研通微信公众号
5秒前
胖子发布了新的文献求助10
5秒前
knight完成签到 ,获得积分10
6秒前
世界和我完成签到 ,获得积分10
6秒前
liucy发布了新的文献求助30
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
King Tyrant 720
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
The Synthesis of Simplified Analogues of Crambescin B Carboxylic Acid and Their Inhibitory Activity of Voltage-Gated Sodium Channels: New Aspects of Structure–Activity Relationships 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5597953
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4683487
关于积分的说明 14829823
捐赠科研通 4661930
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2536962
邀请新用户注册赠送积分活动 1504544
关于科研通互助平台的介绍 1470244