A hierarchically porous and hydrophilic 3D nickel–iron/MXene electrode for accelerating oxygen and hydrogen evolution at high current densities

材料科学 过电位 阳极 法拉第效率 电解质 化学工程 碱性水电解 阴极 电解水 电解 分解水 制氢 析氧 催化作用 电极 电化学 电流密度 化学 物理化学 工程类 物理 光催化 量子力学 生物化学
作者
Mengzhou Yu,Zhiyu Wang,Junshan Liu,Fu Sun,Pengju Yang,Jieshan Qiu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:63: 103880-103880 被引量:354
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.103880
摘要

Electrocatalytic water-splitting is one of the most economical and clean way for high-purity hydrogen production utilizing renewable energy sources. Key issue to large-scale implementation of this technology is the lack of efficient electrocatalysts that can deliver large current density at low overpotential for oxygen and hydrogen evolution reactions (OER and HER). Herein, we report a strategy leveraging 3D MXene frame with high conductivity, highly hydrophilic properties and kinetics-favorable architecture as multi-functional structural scaffold for engineering water-splitting electrocatalysts yielding high current densities. The macroporous 3D MXene frame not only facilitates the mass/charge transport across the catalyst, but also accelerates the OER redox process of NiFe-LDHs and the Volmer step of HER by enhancing the water adsorption/activation on the catalyst. Commercially required high current density of 500 mA cm−2 can be achieved at low overpotentials for both OER (300 mV) and HER (205 mV) with good durability in 1.0 M KOH. Alkaline electrolyzer using this electrocatalytic electrode as both the anode and cathode exhibit low cell voltage for achieving high current density of 500 mA cm−2 with high Faradaic efficiency and excellent durability. Their performance outperforms the Pt/C–RuO2 couple and the state-of-the-art electrocatalysts for overall water-splitting in alkaline electrolyte.
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
科研通AI2S应助豆子采纳,获得10
1秒前
东耦发布了新的文献求助10
1秒前
郭文风格完成签到,获得积分20
2秒前
袁pei关注了科研通微信公众号
2秒前
G_Ggo发布了新的文献求助10
3秒前
poyansong发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
苏幕完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
shaobing62发布了新的文献求助10
9秒前
111iii完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
12秒前
13秒前
junzilan发布了新的文献求助10
13秒前
SciGPT应助奥特曼采纳,获得10
14秒前
静文发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
miao完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
restudy68发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI2S应助Aurora采纳,获得10
19秒前
hh完成签到,获得积分10
20秒前
一只柯羊发布了新的文献求助10
21秒前
十三发布了新的文献求助10
21秒前
傲慢葫芦发布了新的文献求助10
22秒前
情怀应助王腾采纳,获得10
22秒前
23秒前
wanci应助俊逸的剑愁采纳,获得10
24秒前
SciGPT应助aaaaa采纳,获得10
25秒前
27秒前
poyansong完成签到,获得积分10
28秒前
Xu徐发布了新的文献求助10
28秒前
小蘑菇应助十三采纳,获得10
28秒前
29秒前
华仔应助张潇潇采纳,获得10
31秒前
偌佟完成签到,获得积分20
32秒前
ysta发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
求polyinfo中的所有数据,主要要共聚物的,有偿。 1500
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1500
the living world 11th edition 800
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 800
水产动物免疫学 500
鱼类基因组学及基因组物种技术 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 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4176903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3712353
关于积分的说明 11706554
捐赠科研通 3394858
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1862550
邀请新用户注册赠送积分活动 921243
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 833103