Electronic Structure Regulation by Fe Doped Ni‐Phosphides for Long‐term Overall Water Splitting at Large Current Density

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作者
Yanju Long,Pingping Jiang,Peisen Liao,Chenyu Yang,Suisheng Li,Jiahui Xian,Yamei Sun,Qinghua Liu,Guangqin Li
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (46): e2403991-e2403991 被引量:32
标识
DOI:10.1002/smll.202403991
摘要

Acquiring a highly efficient electrocatalyst capable of sustaining prolonged operation under high current density is of paramount importance for the process of electrocatalytic water splitting. Herein, Fe-doped phosphide (Fe-Ni5P4) derived from the NiFc metal-organic framework (NiFc-MOF) (Fc: 1,1'-ferrocene dicarboxylate) shows high catalytic activity for overall water splitting (OWS). Fe-Ni5P4||Fe-Ni5P4 exhibits a low voltage of 1.72 V for OWS at 0.5 A cm-2 and permits stable operation for 2700 h in 1.0 m KOH. Remarkably, Fe-Ni5P4||Fe-Ni5P4 can sustain robust water splitting at an extra-large current density of 1 A cm-2 for 1170 h even in alkaline seawater. Theoretical calculations confirm that Fe doping simultaneously reduces the reaction barriers of coupling and desorption (O*→OOH*, OOH*→O2 *) in the oxygen evolution reaction (OER) and regulates the adsorption strength of the intermediates (H2O*, H*) in the hydrogen evolution reaction (HER), enabling Fe-Ni5P4 to possess excellent dual functional activity. This study offers a valuable reference for the advancement of highly durable electrocatalysts through the regulation derived from coordination frameworks, with significant implications for industrial applications and energy conversion technologies.
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