One-step fabrication of copper sulfide catalysts for HER in natural seawater and their bifunctional properties in freshwater splitting

催化作用 过电位 海水 双功能 分解水 电化学 化学工程 双功能催化剂 硫化物 化学 无机化学 电解 材料科学 冶金 电极 光催化 有机化学 海洋学 物理化学 工程类 地质学 电解质
作者
T. Marimuthu,R. Yuvakkumar,G. Ravi,Yupeng Zheng,Zhongnan Bi,Xueqing Xu,Gang Xu,Dhayalan Velauthapillai
出处
期刊:Fuel [Elsevier]
卷期号:322: 124073-124073 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.fuel.2022.124073
摘要

Natural seawater electrolysis is an efficient technology to produce hydrogen (H2) fuel and protects the environment from pollution. The lack of research on developing a suitable catalyst for hydrogen evolution reaction (HER) impedes generating an H2 sustainable fuel from natural seawater. In this study, copper sulfide (Cu2S) catalysts were successfully fabricated on nickel (Ni) foam with the help of a low-temperature hydrothermal technique by varying the growth temperatures in the range of 60–80 °C. The increase in growth temperatures improved the crystalline nature of the chalcocite Cu2S structure. The Cu2S catalyst fabricated at 80 °C showed a well-defined and improved the morphology with pores and small nanoparticles compared to other catalysts. An X-ray photoelectron spectroscope (XPS) showed the composition, oxidation state, and binding energy of the Cu2S catalysts. The Cu2S catalyst fabricated at 80 °C showed a little overpotential of 445 mV to attain 10 mA/cm2 for HER activity in natural seawater, and possessed higher intrinsic catalytic activity (136.10 mV/dec), electrochemical surface active site (634 cm2), and charge transfer properties (Rct, 4.40 Ω) with better long–term stability (86.7%) compared to other catalysts fabricated at 60 and 70 °C. Etching test of the Cu2S–80 °C catalyst in diluted hydrochloric (HCl) acid revealed no the insoluble precipitate on catalyst surface with a better 77.74% long–term stability. The bifunctional properties (HER and OER) of Cu2S catalysts for overall splitting were also investigated with three- and two-electrode cell configuration. The Cu2S catalyst fabricated at 80 °C exhibited a little overall cell potential of 1.65 V to reach 10 mA/cm2 compared to other Cu2S catalysts in 1 M KOH solution with impressive long-term stability of 99.23% up to 10 h. The Cu2S-80 °C catalyst was suitable for hydrogen production in natural seawater.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
漂泊发布了新的文献求助10
2秒前
dogontree发布了新的文献求助10
3秒前
健壮听筠发布了新的文献求助10
4秒前
yjjslbyfbgfwz发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
科研刚哥完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
柯一一应助lixixing采纳,获得10
11秒前
han发布了新的文献求助10
12秒前
健壮听筠完成签到,获得积分20
12秒前
慕青应助孤独的匕采纳,获得10
12秒前
xingqing完成签到 ,获得积分10
13秒前
Blaseaka完成签到 ,获得积分10
14秒前
JamesPei应助dogontree采纳,获得10
14秒前
林JJ的小可爱完成签到,获得积分10
15秒前
研友_Lj7Rxn完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI2S应助健身boy采纳,获得10
17秒前
Hana完成签到 ,获得积分10
18秒前
qiqi1111发布了新的文献求助10
19秒前
清逸之风发布了新的文献求助10
21秒前
小马哥完成签到,获得积分10
21秒前
25秒前
25秒前
27秒前
27秒前
健身boy发布了新的文献求助10
29秒前
孤独的匕发布了新的文献求助10
29秒前
32秒前
亓亓完成签到 ,获得积分10
33秒前
Henry浩发布了新的文献求助10
34秒前
feng发布了新的文献求助10
34秒前
圭义完成签到 ,获得积分10
34秒前
祝一二三四完成签到,获得积分10
34秒前
淡水痕发布了新的文献求助10
38秒前
39秒前
啊拉贡完成签到,获得积分10
39秒前
大个应助feng采纳,获得10
40秒前
szhang30完成签到 ,获得积分10
42秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2464830
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2133256
关于积分的说明 5435544
捐赠科研通 1859140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 924652
版权声明 562561
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 494693