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Two-Dimensional, Few-Layer Phosphochalcogenide, FePS3: A New Catalyst for Electrochemical Hydrogen Evolution over Wide pH Range

塔菲尔方程 电催化剂 催化作用 交换电流密度 电化学 三元运算 化学 水溶液 无机化学 吸附 化学工程 溶剂 物理化学 电极 有机化学 工程类 程序设计语言 计算机科学
作者
Debdyuti Mukherjee,Muthu Austeria P,S. Sampath
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:1 (2): 367-372 被引量:187
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.6b00184
摘要

A layered MPS3-type compound, FePS3, is introduced as an electrocatalyst for hydrogen evolution reaction (HER). The non-noble metal-based FePS3 is a semiconductor that could be solvent exfoliated into few-layer, two-dimensional (2D) nanosheets. The 2D thin sheets exhibit very good catalytic activity and stability toward HER over a wide pH range of acidic, alkaline, phosphate buffer, and 3.5 wt % aqueous NaCl solutions. The Tafel slope and exchange current density in acidic medium are determined to be ∼(45–50) mV dec–1 and 1 ± 0.2 × 10–3 A cm–2, respectively. The stability of the catalyst is found to be very good. Density functional theory calculations reveal P and S as favorable hydrogen adsorption sites. This material opens up a new class of ternary, layered semiconductors for various electrocatalytic studies and might also become important from a device physics point of view.
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