Modulating interfacial charge redistribution of Ni2P/CuCo2S4 p-n nano-heterojunctions for efficient electrocatalytic overall water splitting

异质结 分解水 电化学 电解 制氢 化学工程 材料科学 X射线光电子能谱 催化作用 纳米技术 可逆氢电极 化学 电极 光催化 工作电极 光电子学 物理化学 生物化学 工程类 电解质
作者
Sofia Bra,Ioannis Vamvasakis,Evangelos K. Andreou,Georgios Vailakis,Georgios Kopidakis,Gerasimos S. Armatas
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:48 (65): 25300-25314 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.03.205
摘要

Fabricating effective yet inexpensive catalysts is an important target in the research of water electrolysis and clean energy generation. Key challenges still remaining in this area are the rich density of surface-active sites, efficient interfacial charge transfer and improved reaction kinetics. Herein, Ni2P/CuCo2S4 p-n junctions are constructed via an in situ hydrothermal growth of Ni2P nanoparticles on CuCo2S4 nanosheets. Extensive X-ray photoelectron, optical absorption and electrochemical spectroscopy studies coupled with density functional theory calculations provide a mechanistic understanding of the electrochemical behaviour of these catalysts. The integrated Ni2P/CuCo2S4 p-n junctions, owing to the intimate interfacial interactions, offer interesting possibilities to purposively modulate the electronic structure of active sites at the interface, and thus to improve the hydrogen adsorption energetics and electrochemical reaction kinetics. As a result, the catalyst with 30 wt% Ni2P content displays high intrinsic electrocatalytic activity, requiring overpotentials of 183 and 360 mV to deliver 10 mA cm−2 for HER and 40 mA cm−2 for OER in alkaline media, respectively, far lower than those of individual Ni2P (400 and 520 mV) and CuCo2S4 (348 and 380 mV), further showing remarkable durability for 30 h. In addition, an alkaline two-electrode water electrolyzer assembled by Ni2P/CuCo2S4 nano-heterojunctions exhibits a relatively low cell potential of 1.67 V at 10 mA cm−2. These Ni2P-modified CuCo2S4 heterostructures demonstrate great potential for renewable hydrogen production technologies, including water electrolysis.

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
刚刚
Lazarus发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
张路完成签到 ,获得积分10
1秒前
自信山槐发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
wanci应助独特的高山采纳,获得10
1秒前
Akim应助daiannan采纳,获得10
1秒前
Franciszhang发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
狂野世立发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
洁白的白白完成签到 ,获得积分10
3秒前
研友_VZG7GZ应助要减肥南霜采纳,获得10
3秒前
熊熊发布了新的文献求助10
4秒前
我是老大应助玛卡巴卡采纳,获得10
4秒前
ZRH发布了新的文献求助10
4秒前
大头娃娃完成签到,获得积分20
5秒前
xiebirds发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
西柚发布了新的文献求助10
7秒前
稽TR发布了新的文献求助10
7秒前
dudu发布了新的文献求助10
8秒前
NexusExplorer应助糊涂的珊采纳,获得10
8秒前
8秒前
科研通AI2S应助huihui采纳,获得10
8秒前
hai完成签到,获得积分10
9秒前
之组长了完成签到 ,获得积分10
9秒前
dldldldl应助大头娃娃采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
九九发布了新的文献求助10
11秒前
Jasper应助李玢琪采纳,获得30
11秒前
12秒前
菜园街完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
李健应助不想工作的小辉采纳,获得10
13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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6041414
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7781610
关于积分的说明 16234443
捐赠科研通 5187470
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2775781
邀请新用户注册赠送积分活动 1758910
关于科研通互助平台的介绍 1642409