Self-supported CoMoS4 nanosheet array as an efficient catalyst for hydrogen evolution reaction at neutral pH

过电位 纳米片 催化作用 法拉第效率 电化学 可逆氢电极 吸附 材料科学 电极 分解水 纳米技术 化学工程 无机化学 化学 物理化学 工作电极 有机化学 工程类 光催化
作者
Xiang Ren,Dan Wu,Ruixiang Ge,Xu Sun,Hongmin Ma,Tao Yan,Yihe Zhang,Bin Du,Qin Wei,Liang Chen
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:11 (4): 2024-2033 被引量:146
标识
DOI:10.1007/s12274-017-1818-6
摘要

Development of earth-abundant electrocatalysts, particularly for high-efficiency hydrogen evolution reaction (HER) under benign conditions, is highly desired, but still remains a serious challenge. Herein, we report a high-performance amorphous CoMoS4 nanosheet array on carbon cloth (CoMoS4 NS/CC), prepared by hydrothermal treatment of a Co(OH)F nanosheet array on a carbon cloth (Co(OH)F NS/CC) in (NH4)2MoS4 solution. As a three-dimensional HER electrode, CoMoS4 NS/CC exhibits remarkable activity in 1.0 M phosphate buffer saline (pH 7), only requiring an overpotential of 183 mV to drive a geometrical current density of 10 mA·cm–2. This overpotential is 140 mV lower than that for Co(OH)F NS/CC. Notably, this electrode also shows outstanding electrochemical durability and nearly 100% Faradaic efficiency. Density functional theory calculations suggest that CoMoS4 has a more favorable hydrogen adsorption free energy than Co(OH)F.
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