Multifunctional Salt-Assisted Construction of Lignin-Derived Ru–Co Bimetal/Carbon Composites with Rich Nanointerface for Electrocatalytic Water Splitting

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作者
Hui Li,Weiyang Ma,Xiaoling Ma,Min Guo,Guoning Li
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (49): 16214-16224 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c04597
摘要

Rational design of biomass-derived carbon nanocomposites as bifunctional catalysts of the oxygen evolution reaction (OER) and the hydrogen evolution reaction (HER) is of great significance for both the high-valued utilization of biomass waste and the practical application of water splitting. Herein, a novel multifunctional salt-assisted strategy consisting of surface/interface engineering is proposed to achieve a lignin-derived bifunctional catalysts of OER and HER using potassium hexacyanocobaltate (PHC) as the multifunctional modifying agent and lignin as the carbon precursor. PHC can not only induce Co-based components and nitrogen doping but also dramatically improve pore structure. Profiting from the surface-interface synergistic structures of Ru–Co multiple active components and hierarchical porous carbon support with high surface area, the RuCo-NC-120 catalyst shows superior activities toward OER and HER with the overpotentials of 242 and 52 mV at 10 mA cm–2, respectively. As a consequence, the RuCo-NC-120-based alkali electrolyzer only needs a cell voltage of 1.531 and 1.825 V to achieve 10 and 200 mA cm–2, respectively, and possesses excellent long-term stability. This study provides a novel strategy to effectively regulate the composition, morphology, and pore structure of the lignin-derived carbon, and it may open new avenues for high-value utilization of lignin.
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