Iron doping and interface engineering on amorphous/crystalline Fe-NixSy heterostructures toward high-stability and kinetically accelerated water splitting

过电位 分解水 无定形固体 电催化剂 材料科学 异质结 析氧 化学工程 双功能 兴奋剂 催化作用 过渡金属 纳米技术 化学 物理化学 电极 光电子学 结晶学 电化学 光催化 生物化学 工程类
作者
Jiaxin Li,Yan Lv,Xueyan Wu,Kenan Zhao,Jixi Guo,Binhai He,Dianzeng Jia
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:650 (Pt B): 1086-1096 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.07.070
摘要

It is very important to develop transition metal-based electrocatalysts with excellent activity, high stability and low-cost for overall water splitting. In this work, the Fe-doped NixSy/NF amorphous/crystalline heterostructure nanoarrays (Fe-NixSy/NF) was synthesized by a simple one-step method. The resulting hierarchically structured nanoarrays offer the advantages of large surface area, high structural void fraction and accessible internal surfaces. These advantages not only furnish additional catalytically active sites, but also enhance the stability of the structure and effectively accelerate mass diffusion and charge transport. Experimental and characterization results indicate that Fe doping increases the electrical conductivity of amorphous/crystalline NixSy/NF, and the NiS-Ni3S2 heterojunctions evoke interfacial charge rearrangement and optimize the adsorption free energy of the intermediates, which allows the catalyst to exhibit low overpotential and superior electrocatalytic activity. Especially, the overpotentials of hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) of Fe-NixSy/NF at 10 mA cm-2 in an alkaline environment are 102.4 and 230.5 mV, respectively. When applied as a bifunctional catalyst for overall water splitting, it requires only 1.45 V cell voltage to deliver a current density of 10 mA cm-2, which is preferable to the all-noble metal Pt/C || IrO2 electrocatalyst (1.62 mV @ 10 mA cm-2). In addition, Fe-NixSy/NF has excellent stability, and there is no obvious degradation after 96 h continuous operation at a current density of 100 mA cm-2. This work affords insights into the application of doping strategies and crystalline/amorphous synergistic modulation of the electrocatalytic activity of transition metal-based catalysts in energy conversion systems.
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
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
1秒前
Dusty完成签到 ,获得积分10
1秒前
小二郎的应助被落花生采纳,获得10
2秒前
bai123发布了新的文献求助10
2秒前
renee发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
nczpf2010发布了新的文献求助10
3秒前
study发布了新的文献求助10
3秒前
领导范儿的应助被zzz采纳,获得10
4秒前
机智雨莲完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
葡萄发布了新的文献求助10
6秒前
xueshucao发布了新的文献求助100
6秒前
晓山青发布了新的文献求助10
6秒前
zhk完成签到,获得积分10
6秒前
大模型的应助被刻苦笑南采纳,获得10
7秒前
FashionBoy的应助被bai123采纳,获得10
7秒前
烟花的应助被sw123采纳,获得30
8秒前
没窗没门完成签到,获得积分10
8秒前
漂亮恶天发布了新的文献求助10
8秒前
映rbot发布了新的文献求助20
8秒前
科目三的应助被年轻凝旋采纳,获得10
8秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
Nakyseo完成签到,获得积分10
9秒前
llyyz的应助被熙悦采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
彩色迎丝完成签到,获得积分10
11秒前
bai123完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
jieliu发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
16秒前
wubobo发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
English Longitudinal Study of Ageing: Waves 0-11, 1998-2024 300
2026-2030年中國基因檢測行業市場前瞻與未來投資戰略分析報告 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7825737
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9352025
关于积分的说明 20564716
捐赠科研通 7419133
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3334891
关于科研通互助平台的介绍 2480159
邀请新用户注册赠送积分活动 2355375