Interface charge density modulation of a lamellar-like spatially separated Ni9S8 nanosheet/Nb2O5 nanobelt heterostructure catalyst coupled with nitrogen and metal (M = Co, Fe, or Cu) atoms to accelerate acidic and alkaline hydrogen evolution reactions

纳米片 过电位 异质结 材料科学 催化作用 金属 密度泛函理论 化学工程 电荷密度 分解水 纳米技术 无机化学 化学 光电子学 物理化学 冶金 电化学 电极 计算化学 光催化 工程类 生物化学 物理 量子力学
作者
Sundaram Chandrasekaran,Na Li,Zhuang Yang,Lijun Sui,Zhizhong Xiao,Dayong Fan,Vanchiappan Aravindan,Chris Bowen,Huidan Lu,Yongping Liu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:431: 134073-134073 被引量:62
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.134073
摘要

The creation of heterostructures based on non-precious metals with platinum-like hydrogen evolution reaction (HER) performance remains a challenge for hydrogen fuel technologies. Motivated by the fascinating properties of heterostructures, we establish here an effective approach to fabricate the heterostructured M−N−Ni9S8/Nb2O5 (M = Co, Fe, or Cu) catalysts using spatially separated Ni9S8 nanosheet/Nb2O5 nanobelts that are coupled with nitrogen (N) and metal atoms. Due to its improved intrinsic activity, interface-rich structure, abundant active sites, and large surface area the Co−N−Ni9S8/Nb2O5 heterostructure achieved a low acidic HER overpotential of −171 mV at −10 mA cm−2, thereby performing better than existing heterostructures. Moreover, for the alkaline HER, the Cu−N−Ni9S8/Nb2O5 heterostructure required a low overpotential of −109 mV at −10 mA cm−2, which is close to the performance of Pt/C catalyst. Density functional theory (DFT) predictions indicate that the local charge distribution and electronic properties at the heterointerface of Ni9S8/Nb2O5 can be significantly modulated by co-doping of metals with N atoms, resulting in optimal adsorption energy and reduced water dissociation barrier; thereby accelerating the acidic and alkaline HER activity. This work, therefore, provides a new design principle to create advanced heterostructured catalysts.
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
hh完成签到,获得积分10
刚刚
song完成签到 ,获得积分10
刚刚
JYP发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
搜集达人应助一念初见采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
学术肺雾完成签到 ,获得积分10
1秒前
Joshua发布了新的文献求助10
1秒前
超级无敌发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
任十三完成签到 ,获得积分10
2秒前
Allfine发布了新的文献求助10
2秒前
郑粥粥完成签到,获得积分10
2秒前
nothing发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
故意的驳发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
大方凡双发布了新的文献求助10
3秒前
bkagyin应助fys2022采纳,获得10
3秒前
3秒前
体贴的语柔完成签到,获得积分10
3秒前
王鸿博完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
潇洒的血茗完成签到 ,获得积分10
4秒前
明亮的幻竹完成签到,获得积分10
4秒前
skf完成签到,获得积分10
4秒前
王磊发布了新的文献求助10
4秒前
药化的彦祖完成签到,获得积分10
5秒前
Dsk5发布了新的文献求助10
5秒前
幼儿园霸主完成签到,获得积分10
5秒前
Liliz完成签到,获得积分10
5秒前
黎明的曙光完成签到,获得积分10
6秒前
随便搞搞文章吊吊完成签到,获得积分10
6秒前
深情安青应助喜悦的绮烟采纳,获得10
6秒前
橙子发布了新的文献求助10
6秒前
Fame发布了新的文献求助10
6秒前
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
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders: Interdisciplinary Perspectives 750
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7733328
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9284035
关于积分的说明 20162467
捐赠科研通 7311227
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304321
关于科研通互助平台的介绍 2457091
邀请新用户注册赠送积分活动 2313534