Highly Active and Stable Hybrid Catalyst of Cobalt-Doped FeS2 Nanosheets–Carbon Nanotubes for Hydrogen Evolution Reaction

过电位 塔菲尔方程 催化作用 化学 电催化剂 碳纳米管 化学工程 电化学 黄铁矿 无机化学 吸附 物理化学 矿物学 有机化学 工程类 电极
作者
Di‐Yan Wang,Ming Gong,Hung-Lung Chou,Chun‐Jern Pan,Hsin‐An Chen,Yingpeng Wu,Meng‐Chang Lin,Mingyun Guan,Yang Jiang,Chun‐Wei Chen,Yuh‐Lin Wang,Bing‐Joe Hwang,Chia‐Chun Chen,Hongjie Dai
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:137 (4): 1587-1592 被引量:804
标识
DOI:10.1021/ja511572q
摘要

Hydrogen evolution reaction (HER) from water through electrocatalysis using cost-effective materials to replace precious Pt catalysts holds great promise for clean energy technologies. In this work we developed a highly active and stable catalyst containing Co doped earth abundant iron pyrite FeS2 nanosheets hybridized with carbon nanotubes (Fe1–xCoxS2/CNT hybrid catalysts) for HER in acidic solutions. The pyrite phase of Fe1–xCoxS2/CNT was characterized by powder X-ray diffraction and absorption spectroscopy. Electrochemical measurements showed a low overpotential of ∼0.12 V at 20 mA/cm2, small Tafel slope of ∼46 mV/decade, and long-term durability over 40 h of HER operation using bulk quantities of Fe0.9Co0.1S2/CNT hybrid catalysts at high loadings (∼7 mg/cm2). Density functional theory calculation revealed that the origin of high catalytic activity stemmed from a large reduction of the kinetic energy barrier of H atom adsorption on FeS2 surface upon Co doping in the iron pyrite structure. It is also found that the high HER catalytic activity of Fe0.9Co0.1S2 hinges on the hybridization with CNTs to impart strong heteroatomic interactions between CNT and Fe0.9Co0.1S2. This work produces the most active HER catalyst based on iron pyrite, suggesting a scalable, low cost, and highly efficient catalyst for hydrogen generation.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
加菲丰丰应助圆潘采纳,获得20
1秒前
2秒前
冰糕完成签到,获得积分10
3秒前
simon发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
可爱的函函应助现代绫采纳,获得10
8秒前
9秒前
11秒前
11秒前
超级绫完成签到 ,获得积分10
12秒前
李紫繁发布了新的文献求助10
13秒前
CurryFan发布了新的文献求助10
13秒前
现代绫完成签到,获得积分10
14秒前
闹心完成签到,获得积分10
15秒前
一一发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
BWZ发布了新的文献求助10
20秒前
24秒前
meng发布了新的文献求助10
24秒前
炙热松思发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
杨博士发布了新的文献求助30
26秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
tianzml0应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得100
27秒前
27秒前
27秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
zjguan完成签到,获得积分10
27秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
27秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
遥远的尧应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
不懈奋进应助科研通管家采纳,获得30
28秒前
上官聪展完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
Evolution 10000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3164313
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2815082
关于积分的说明 7907553
捐赠科研通 2474643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1317610
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631870
版权声明 602228