Dendritic Ferroselite (FeSe2) with 2D Carbon-Based Nanosheets of rGO and g-C3N4 as Efficient Catalysts for Electrochemical Hydrogen Evolution

过电位 石墨烯 催化作用 分解水 材料科学 制氢 电化学 二硒醚 化学工程 吉布斯自由能 无机化学 纳米技术 化学 物理化学 电极 物理 工程类 有机化学 光催化 冶金 量子力学 生物化学
作者
R. Shwetharani,Samadhan Kapse,Ranjit Thapa,D. H. Nagaraju,R. Geetha Balakrishna
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (12): 12682-12691 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c02619
摘要

Nanostructured transition metal dichalcogenides are demonstrated to be potential catalysts to produce molecular hydrogen through electroreduction of water. Finding an efficient and cost-effective catalyst as a substitute for a platinum-based catalyst for sustainable hydrogen production is still a major issue, more so for large-scale production. Herein, we have designed dendritic ferroselite (FeSe2) hybrid nanocomposites with 2D g-C3N4 and reduced graphene oxide (rGO) nanosheets, that is, FeSe2/g-C3N4 and FeSe2/rGO as electrocatalysts for hydrogen evolution reaction (HER). Interestingly, FeSe2/rGO exhibited higher performance compared to FeSe2/g-C3N4. The highly conductive 2D FeSe2/rGO hybrid with an aligned curvy rippling surface and dendritic morphology demonstrates an onset potential of 218 mV at a current density of 10 mV/cm2 versus reversible hydrogen electrode in comparison to that of FeSe2/g-C3N4 showing an onset potential of 437 mV. The detailed density functional theory (DFT) calculations were performed to investigate the intrinsic catalytic sites and Gibbs free energy (ΔGH*) of hydrogen adsorption for the HER process. The DFT calculations displayed 0.33 V less overpotential for carbon atoms of g-C3N4 (0.97 V) compared to rGO (1.3 V). In contrast, hybrids of FeSe2/rGO (0.86 V) display lower overpotential when compared to FeSe2/g-C3N4 (1.63 V), which is in agreement with experimental results. Electrochemical impedance spectroscopy reveals lower charge transfer resistance (Rct) for FeSe2/rGO. The high hydrogen evolution activity of FeSe2/rGO is due to the electrocatalytic synergistic effect of iron diselenide and rGO, contributing to the optimum free energy for HER and improved electron mobility.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
HAL9000完成签到,获得积分10
刚刚
dadadasds发布了新的文献求助10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
Queena发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Ther完成签到,获得积分10
2秒前
杨小羊发布了新的文献求助10
2秒前
John完成签到,获得积分20
2秒前
123455完成签到,获得积分10
3秒前
快乐水完成签到,获得积分10
3秒前
酷酷巧蟹完成签到,获得积分10
3秒前
Wonder发布了新的文献求助10
3秒前
小小小小璿完成签到,获得积分10
4秒前
lbc完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
贺贺完成签到,获得积分10
5秒前
烟花应助小蜜蜂采纳,获得10
5秒前
5秒前
LU完成签到,获得积分10
5秒前
快乐的奕涵完成签到,获得积分10
5秒前
ProfWang完成签到,获得积分10
5秒前
susu完成签到,获得积分10
5秒前
隔壁小黄完成签到 ,获得积分10
6秒前
aoeiu完成签到,获得积分10
6秒前
完美世界应助yankai采纳,获得10
6秒前
6秒前
小洋同学可能不在完成签到,获得积分10
6秒前
果果果发布了新的文献求助10
6秒前
充电宝应助宝宝哎呀哦采纳,获得10
6秒前
爆米花应助大方的刺猬采纳,获得10
7秒前
Silvanorio完成签到,获得积分10
7秒前
飞飞完成签到,获得积分10
7秒前
彩色的夏瑶完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
TangML完成签到,获得积分10
9秒前
优雅面包完成签到,获得积分10
10秒前
英俊的铭应助braver采纳,获得10
10秒前
cetomacrogol完成签到,获得积分10
10秒前
星星的金子完成签到 ,获得积分10
10秒前
111完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
康复物理因子治疗 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016195
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3556252
关于积分的说明 11320524
捐赠科研通 3289166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812411
邀请新用户注册赠送积分活动 887936
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812058