Self-Standing Hierarchical Porous Nickel-Iron Phosphide/Nickel Foam for Long-Term Overall Water Splitting

磷化物 材料科学 阳极 阴极 分解水 电解水 电解 制氢 化学工程 电极 冶金 电解质 催化作用 化学 生物化学 有机化学 物理化学 光催化 工程类
作者
Qixian Han,Hongmei Wu,Feng Li,Jing Liu,Liping Zhao,Peng Zhang,Lian Gao
出处
期刊:Catalysts [MDPI AG]
卷期号:13 (9): 1242-1242 被引量:3
标识
DOI:10.3390/catal13091242
摘要

Electrolytic water splitting is a promising path for the production of clean hydrogen when combined with green electric power, such as photovoltaic and wind power; however, the high current water electrolysis is mainly dependent on the utilization of Pt, Ru, and other expensive materials, while the transition metal-based catalysts still need improvement in electrocatalytic activity and stability. Here, we present the preparation of economic and scalable electrode materials, Nickel-Iron phosphide/Nickel foam (NiFeP/NF), with a hierarchical porous structure for overall water splitting as both the anode and cathode. An overall potential of 1.85 V for the current density of 100 mA cm−2, and a long lifetime of 700 h, were achieved by using NiFeP/NF as both the anode and cathode. The nanostructures of the composite phosphides were investigated and the spent electrode after long-term electrolysis was characterized to investigate the long-term failure mechanism of the phosphides. Surface shedding and reconstruction theories were proposed for the failure of the NiFeP/NF cathode and anode in long-term electrolysis, respectively. Furthermore, TiO2 coating was proved to be an efficient strategy to elongate the lifetime of the phosphide electrodes, which shows a slow current decline rate of 0.49 mA·cm−2 h−1.
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