A New Platinum‐Like Efficient Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction at All pH: Single‐Crystal Metallic Interweaved V8C7 Networks

电催化剂 材料科学 过电位 塔菲尔方程 铂金 催化作用 电化学能量转换 无机化学 化学工程 电化学 纳米技术 物理化学 电极 化学 生物化学 工程类
作者
Haitao Xu,Jing Wan,Huijuan Zhang,Ling Fang,Li Liu,Zhengyong Huang,Jian Li,Xiao Gu,Yu Wang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (23) 被引量:74
标识
DOI:10.1002/aenm.201800575
摘要

Abstract Exploring low‐cost hydrogen evolution reaction (HER) catalysts with remarkable activity over wide pH range (0–14) still remains an enormous challenge. Herein, for the first time, a novel platinum‐like, double‐deck carbon coated V 8 C 7 networks with the highly active (110) facet exposed as a new efficient HER electrocatalyst is reported. The single‐crystal interweaved V 8 C 7 networks are designed and fabricated based on a low crystal‐mismatch strategy and confinement effect of double‐deck carbon coating. In addition, electrochemical tests and theoretical simulation indicate that the metallic character of V 8 C 7 , high‐activity of exposed facet, and low barrier energy for water dissociation can contribute to highly catalytic activity of HER. Impressively, the HER performances of the interweaved V 8 C 7 networks can be comparable to those of Pt at an all‐pH environment, with Tafel slopes of 44, 64, and 34.5 mV dec −1 and overpotential of 47, 77, and 38 mV at −10 mA cm −2 in 1 m KOH, 0.1 m phosphate buffer, and 0.5 m H 2 SO 4 , respectively. This work provides a blueprint for exploring new‐type platinum‐like catalysts for various energy conversion systems.

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