In Operando X-ray Spectroscopic and DFT Studies Revealing Improved H2 Evolution by the Synergistic Ni–Co Electron Effect in the Alkaline Condition

材料科学 电子 密度泛函理论 物理化学 纳米技术 无机化学 计算化学 化学 物理 量子力学
作者
Lian‐Ming Lyu,Han‐Jung Li,Ren-Shiang Tsai,Ching-Feng Chen,Yu-Chung Chang,Yu‐Chun Chuang,Kwang‐Hwa Lii,Jeng‐Lung Chen,Te‐Wei Chiu,Chun‐Hong Kuo
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (21): 27329-27338 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.4c02613
摘要

The different electrolyte conditions, e.g., pH value, for driving efficient HER and OER are one of the major issues hindering the aim for electrocatalytic water splitting in a high efficiency. In this regard, seeking durable and active HER electrocatalysts to align the alkaline conditions of the OER is a promising solution. However, the success in this strategy will depend on a fundamental understanding about the HER mechanism at the atomic scale. In this work, we have provided thorough understanding for the electrochemical HER mechanisms in KOH over Ni- and Co-based hollow pyrite microspheres by in operando X-ray spectroscopies and DFT calculations, including NiS2, CoS2, and Ni0.5Co0.5S2. We discovered that the Ni sites in hollow NiS2 microspheres were very stable and inert, while the Co sites in hollow CoS2 microspheres underwent reduction and generated Co metallic crystal domains under HER. The generation of Co metallic sites would further deactivate H2 evolution due to the large hydrogen desorption free energy (-1.73 eV). In contrast, the neighboring Ni and Co sites in hollow Ni0.5Co0.5S2 microspheres exhibited the electronic interaction to elevate the reactivity of Ni and facilitate the stability of Co without structure or surface degradation. The energy barrier in H2O adsorption/dissociation was only 0.73 eV, followed by 0.06 eV for hydrogen desorption over the Ni0.5Co0.5S2 surface, revealing Ni0.5Co0.5S2 as a HER electrocatalyst with higher durability and activity than NiS2 and CoS2 in the alkaline medium due to the synergy of neighboring Ni and Co sites. We believe that the findings in our work offer a guidance toward future catalyst design.
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
刚刚
羽毛完成签到 ,获得积分10
1秒前
aajhajkahna举报GR求助涉嫌违规
3秒前
xiaogen发布了新的文献求助10
4秒前
rainbow完成签到,获得积分10
4秒前
Fengzhen007完成签到,获得积分10
4秒前
JorgeSwift完成签到 ,获得积分10
5秒前
Cong应助碎觉觉采纳,获得50
5秒前
一叶扁舟0147完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
张海新完成签到 ,获得积分10
8秒前
浩气长存完成签到 ,获得积分10
8秒前
小瓶完成签到,获得积分10
9秒前
穆柏杨完成签到,获得积分10
9秒前
任性日记本完成签到 ,获得积分10
9秒前
内向的夏寒完成签到,获得积分10
10秒前
东木耳语完成签到,获得积分10
10秒前
妙啊完成签到 ,获得积分10
10秒前
aajhajkahna举报冬月初七求助涉嫌违规
11秒前
从从余余完成签到,获得积分10
11秒前
LiWanyi发布了新的文献求助10
11秒前
爱我不上火完成签到 ,获得积分10
12秒前
司空绝山完成签到,获得积分10
13秒前
qumingzihaonan完成签到,获得积分10
14秒前
英勇雅琴完成签到 ,获得积分10
15秒前
程雪霞完成签到,获得积分10
15秒前
瞿采枫完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.4应助王学生采纳,获得10
16秒前
ding完成签到,获得积分10
17秒前
喜悦向日葵完成签到 ,获得积分10
17秒前
狐狸完成签到,获得积分10
18秒前
abcd_1067完成签到,获得积分10
18秒前
酷酷的香之完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
liputao完成签到 ,获得积分10
19秒前
123完成签到,获得积分0
19秒前
友好的牛排完成签到,获得积分10
19秒前
周_完成签到 ,获得积分10
20秒前
可爱冰绿完成签到,获得积分10
20秒前
搞科研啊完成签到,获得积分10
20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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778507
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318877
关于积分的说明 20366531
捐赠科研通 7365589
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319214
关于科研通互助平台的介绍 2467205
邀请新用户注册赠送积分活动 2334705