In-situ fabrication of bimetallic FeCo2O4-FeCo2S4 heterostructure for high-efficient alkaline freshwater/seawater electrolysis

材料科学 分解水 化学工程 电解 氧化物 碱性水电解 双功能 电解质 阳极 海水 无机化学 化学 电极 催化作用 冶金 光催化 海洋学 物理化学 工程类 地质学 生物化学
作者
Junming Zhang,Yingjian Fang,Yao Chen,Xiaojie Zhang,He Xiao,Man Zhao,Chaoyue Zhao,Xiongfeng Ma,Tianjun Hu,Ergui Luo,Jianfeng Jia,Haishun Wu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:653 (Pt A): 821-832 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.09.126
摘要

Rational construction of bifunctional electrocatalysts with long-term stability and high electrocatalytic activity is of great importance, but it is challenging to obtain highly efficient non-precious metal-based catalysts for overall seawater electrolysis. Herein, a nickel foam (NF) self-supporting CoFe-layered double hydroxide (CoFe-LDH/NF) was directly converted into FeCo2O4-FeCo2S4 heterostructure via hydrothermal method in 50 mM Na2S solution, instead of FeCo2O4@FeCo2S4 core-shell structure. The FeCo2O4-FeCo2S4 heterojunction shows nanosheets structure with rough surface (the thickness of ∼ 198.9 nm), which provides rich oxide/sulfide interfaces, high electrochemical active area, a large number of active sites, as well as fast charge and mass transfer. In 1.0 M KOH solution, 1.0 M KOH + 0.5 M NaCl, and alkaline natural seawater, the FeCo2O4-FeCo2S4 heterojunction exhibits eminently electrocatalytic performance, with overpotentials of η-100 = 225 mV, η-100 = 233 mV, and η-100 = 238 mV for OER, as well as η-100 = 271 mV, η-100 = 273 mV, and η-100 = 277 mV for HER, respectively. Furthermore, self-supporting FeCo2O4-FeCo2S4 electrode (FeCo2O4-FeCo2S4/NF) as the cathode and anode of an electrolyzer exhibits a lower cell voltage of E-100 = 1.75 V in alkaline seawater than those of FeCo2S4/NF (1.77 V), CoFe-LDH/NF (1.87 V), and FeCo2O4/NF (1.91 V). Specifically, FeCo2O4-FeCo2S4 electrolyzer can stably produce hydrogen for over 48 h in alkaline freshwater/seawater electrolyte. These outstanding electrocatalytic performances and corrosion resistance to salty-water can be attributed to the surface reconstruction behavior of the FeCo2O4-FeCo2S4/NF catalyst during OER, which leads to the in-situ formation of metal oxyhydroxides. In particular, the FeCo2O4-FeCo2S4 heterojunction is also very competitive among most state-of-the-art non-noble metal-based catalysts, whether in KOH or alkaline salty-water electrolytes.
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
空空完成签到 ,获得积分10
刚刚
Yj完成签到,获得积分10
刚刚
godreamer发布了新的文献求助10
刚刚
阿茶发布了新的文献求助10
刚刚
cucumber发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Miro完成签到,获得积分10
刚刚
水分子很忙完成签到,获得积分20
1秒前
Yuan88发布了新的文献求助30
2秒前
hx完成签到,获得积分10
2秒前
sfjlyz完成签到,获得积分10
3秒前
研友_nxwBJL发布了新的文献求助40
4秒前
4秒前
takaontheway发布了新的文献求助10
5秒前
哈哈哈完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
Hello的应助被Yccc923采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
Rangjuan完成签到 ,获得积分10
8秒前
panda完成签到 ,获得积分10
8秒前
江睿曦完成签到,获得积分10
8秒前
小蘑菇的应助被长雁采纳,获得10
8秒前
虚幻的小笼包完成签到 ,获得积分10
9秒前
lymmei发布了新的文献求助10
9秒前
gtygugv完成签到,获得积分20
9秒前
绿色催化发布了新的文献求助10
10秒前
江安发布了新的文献求助10
11秒前
yyh完成签到 ,获得积分10
11秒前
晓世完成签到,获得积分10
12秒前
小苏同学发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
小来发布了新的文献求助10
13秒前
安烁完成签到 ,获得积分10
14秒前
万能图书馆的应助被小学僧采纳,获得10
14秒前
15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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143219
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542720
关于积分的说明 21652990
捐赠科研通 7728322
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421915
关于科研通互助平台的介绍 2547277
邀请新用户注册赠送积分活动 2464731