Regulating d–p Hybridization in Mo-Doped CoP Nanoflowers with Superwetting Surfaces for Water Splitting at 3000 mA cm–2

兴奋剂 分解水 催化作用 材料科学 化学 物理 纳米技术 分析化学(期刊) 物理化学 光电子学 光催化 色谱法 生物化学
作者
Wei An,Zeyang Liu,Tongjun Shen,Yizhang Du,Cun Huang,Boyuan Duan,Chunxia Wang,Guoyong Huang,Yi‐Ming Yan,Shengming Xu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (12): 10358-10371 被引量:40
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c07485
摘要

To overcome the low current-density efficiency and long-term stability issues of industrial overall water splitting at ampere-level current density, a kind of superwetting Mo-doped nanoarray anchored on nickel foam (NF) (Mo-CoP/NC) with three-dimensional (3D) nanoflower structure is constructed. The incorporation of Mo species induces thermoneutral hydrogen adsorption free energy and creates favorable empty d-orbitals, which enhances the d–p hybridization of Co–O bonds, thereby accelerating the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) kinetics in alkaline media. The optimized Mo-CoP/NC exhibits exceptional electrocatalytic performance, requiring low overpotentials of 198 mV for HER and 384 mV for OER at a current density of 1000 mA cm–2 and achieving maintains robust operation in overall water splitting at 3000 mA cm–2. When employed as a bifunctional catalyst in an alkaline electrolyzer, a cell voltage of 1.87 V can be realized at 1000 mA cm–2 , outperforming commercial benchmarks. Density functional theory (DFT) calculations reveal that Mo doping optimizes hydrogen adsorption energy and reduces energy barriers for water dissociation. The superwetting surface ensures rapid gas bubble detachment and efficient active site regeneration, while N-doped carbon encapsulation endows long-term stability with negligible activity decay over 100 h of continuous operation.
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
小巧秋天发布了新的文献求助10
刚刚
Ava应助大黑眼圈采纳,获得10
1秒前
1秒前
迷路羽毛完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
LL发布了新的文献求助10
3秒前
眨眼发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Genger完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
狂野元枫完成签到,获得积分10
5秒前
CodeCraft应助哈哈哈采纳,获得10
7秒前
Volundio发布了新的文献求助10
7秒前
deepermoon发布了新的文献求助10
9秒前
顺利静竹完成签到,获得积分20
9秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分20
9秒前
晚风发布了新的文献求助10
10秒前
Xiaochong7完成签到,获得积分10
10秒前
syyy完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
科研通AI6.4应助YYYBBB采纳,获得10
13秒前
yongzaizhuigan完成签到,获得积分0
13秒前
ding应助nico采纳,获得10
13秒前
安详爆米花完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
坚定尔蓝完成签到,获得积分10
16秒前
Aventen发布了新的文献求助10
16秒前
压寨猫夫人应助波吉采纳,获得10
16秒前
神勇冷亦完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
chenliminhr完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
谨慎的枫叶完成签到,获得积分10
19秒前
chen完成签到,获得积分10
20秒前
Lliu完成签到,获得积分10
20秒前
卡乐瑞咩吹可应助齐嘉懿采纳,获得10
20秒前
Datura完成签到,获得积分10
21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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 500
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 7716679
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9271414
关于积分的说明 20086352
捐赠科研通 7292970
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298858
关于科研通互助平台的介绍 2452985
邀请新用户注册赠送积分活动 2306263