Self-Healing Redox Active Hydrogel-Stabilized Nickel Porphyrin Complex Infused with Metal Oxide-Hydroxide Heterojunction for Robust Bifunctional Water Electrolysis

作者
Nitul Kalita,Mohammad Qureshi
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (48): 65600-65611
标识
DOI:10.1021/acsami.5c16971
摘要

A redox-active self-healing hydrogel-assisted composite heterojunction electrocatalyst, NMO/NTPPS-h@β-NH, which renders high stability and efficacy for overall water splitting, is reported here. The system integrates NiMoO4 (NMO) and β-Ni(OH)2 (β-NH) via a chemically modified polyacrylamide hydrogel functionalized with nickel tetraphenylporphyrin tetrasulfonic acid complex (NTPPS). This hydrogel binder introduces inherent Ni2+/Ni3+ redox activity, mechanical integrity, and improved charge transport. Mo6+ in NMO promotes Ni2+ → Ni3+ oxidation, facilitating hydrogen evolution reaction (HER), while β-NH transforms into NiOOH under anodic conditions to catalyze oxygen evolution reaction (OER) and work in redox synchronization with NMO and NTPPS. The composite achieves overpotentials of 245 mV (OER) and 95 mV (HER) with Tafel slopes of 55 and 41 mV dec-1, respectively, outperforming binder-free in situ grown NMO/β-NH (290 mV and 165 mV; 70 and 57 mV dec-1 for OER and HER, respectively), accompanied by a marked enhancement in the turnover frequency (TOF). The NMO/NTPPS-h@β-NH composite exhibits a Faradaic efficiency of ∼96%, with a low charge transfer resistance (Rct). The system shows remarkable 60 h stability, which utilizes a shared Ni redox center across NMO, NTPPS-h, and β-NH for synchronized redox transitions, reduced overpotential, and suppressed charge recombination. This work highlights redox-conductive hydrogels as powerful binders enabling scalable, earth-abundant electrocatalyst design for robust overall 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
刚刚
桐桐应助酸菜余采纳,获得10
1秒前
红红完成签到,获得积分10
2秒前
wangwang完成签到,获得积分10
2秒前
温婉的不弱完成签到,获得积分10
2秒前
ff发布了新的文献求助10
2秒前
lin发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
LLin完成签到,获得积分10
3秒前
李Li完成签到 ,获得积分10
3秒前
搞怪盼望完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
后来发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6应助左丘以莲采纳,获得10
6秒前
man发布了新的文献求助10
6秒前
加百莉发布了新的文献求助10
7秒前
丰富若烟完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
大个应助ff采纳,获得10
8秒前
微暖完成签到,获得积分0
9秒前
刘洋发布了新的文献求助10
9秒前
搞怪盼望关注了科研通微信公众号
10秒前
AAAA完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
情怀应助朴实的土豆采纳,获得10
10秒前
FashionBoy应助灰哥的灰采纳,获得10
10秒前
11秒前
若山完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
斯文败类应助秋子采纳,获得10
13秒前
务实雁梅完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
月宸发布了新的文献求助10
14秒前
斯文败类应助T拐拐采纳,获得10
15秒前
飞跃发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
充电宝应助111111采纳,获得10
15秒前
隐形曼青应助lin采纳,获得10
16秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 961
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5446256
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4555308
关于积分的说明 14250744
捐赠科研通 4477723
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2453386
邀请新用户注册赠送积分活动 1444130
关于科研通互助平台的介绍 1420179