时间:2023-02-02 来源:原创/投稿/转载作者:管理员点击:
石河子大学陈龙团队JCIS发文:Ni3S2/Co9S8嵌入低结晶度NiCo水滑石用于高效全水解
氢能作为一种清洁、可再生的能源,在未来的能源利用中具有重要的作用。电解水制氢具有广泛的应用空间,设计和制备具有良好催化性能的非贵金属双功能HER和OER电催化剂用于碱性条件下的电解水具有重要意义。镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo LDHs)是一种具有高性能、稳定性的电催化剂。但其导电性较弱,限制了实际应用,因此通过一种简单的水热原位转化策略,成功合成Ni3S2/Co9S8异质结构嵌在低结晶度NiCo LDH纳米片阵列上的新型多相电催化剂(Pc-NiCo LDH/Ni3S2/Co9S8),为用于电催化水分解的多相复合电催化剂的设计提供了新的思路。
近日,石河子大学化学化工学院陈龙副教授团队发表了研究性文章,该论文设计了一种Ni3S2/Co9S8异质结构嵌在低结晶度NiCo LDH纳米片阵列上的新型多相电催化剂,并将其应用于碱性条件OER和HER中,其对应的过电位分别为η100=330 mV、η10=127 mV,全解水达到10mA/cm2的电流密度需要1.583V的电压。
Ni3S2/Co9S8异质结构与Pc-NiCo LDH之间的界面相互作用可以调节活性位点的电子结构,提高电荷转移速率。此外,独特的层次化纳米结构可以暴露更多的活性位点,增强传质过程,从而获得优异的水分解性能。Pc-NiCo LDH Ni3S2/Co9S8需要1.744V的电压实现50 mA/cm2的全解水,此时的H2和O2生产速率分别为6.4和3.1 μL s-1,表明其具有潜在的实际应用价值。这些发现不仅拓展了NiCo LDH的优化途径,而且为碱性溶液中的HER和OER开发了新型高效的电催化剂。