Enhancing the Performance of Bi2S3 in Electrocatalytic and Supercapacitor Applications by Controlling Lattice Strain

材料科学 超级电容器 X射线光电子能谱 纳米棒 拉曼光谱 晶格常数 无定形固体 高分辨率透射电子显微镜 电化学 纳米技术 衍射 结晶学 透射电子显微镜 化学工程 电极 物理化学 光学 工程类 物理 化学
作者
Hao Zhang,Jiefeng Diao,Mengzheng Ouyang,Hossein Yadegari,Mingxuan Mao,Jiaao Wang,Graeme Henkelman,Fang Xie,D. Jason Riley
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (48) 被引量:32
标识
DOI:10.1002/adfm.202205974
摘要

Abstract Lattice‐strained Bi 2 S 3 with 3D hierarchical structures are prepared through a top‐down route by a topotactic transformation. High‐resolution transmission electron microscopy and X‐ray diffraction (XRD) confirm the lattice spacing is expanded by prolonged sulfuration. Performance studies demonstrate that Bi 2 S 3 with the largest lattice expansion (Bi 2 S 3 ‐9.7%, where 9.7% represents the lattice expansion) exhibits a greater electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) activity compared to Bi 2 S 3 and Bi 2 S 3 ‐3.2%. Density functional theory calculations reveal the expansion of the lattice spacing reduces the bandwidth and upshifts the band center of the Bi 3 d orbits, facilitating electron exchange with the S 2 p orbits. The resultant intrinsic electronic configuration exhibits favorable H* adsorption kinetics and a reduced energy barrier for water dissociation in hydrogen evolution. Operando Raman and post‐mortem characterizations using XRD and X‐ray photoelectron spectroscopy reveal the generation of pseudo‐amorphous Bi at the edge of Bi 2 S 3 nanorods of the sample with lattice strain during HER, yielding Bi 2 S 3 ‐9.7%‐A. It is worth noting when Bi 2 S 3 ‐9.7%‐A is assembled as a positive electrode in an asymmetric supercapacitor, its performance is greatly superior to that of the same device formed using pristine Bi 2 S 3 ‐9.7%. The as‐prepared Bi 2 S 3 ‐9.7%‐A//activated carbon asymmetric supercapacitor achieves a high specific capacitance of 307.4 F g −1 at 1 A g −1 , exhibiting high retention of 84.1% after 10 000 cycles.
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
Cope发布了新的文献求助10
1秒前
啊啊发布了新的文献求助10
1秒前
桐桐应助华健采纳,获得10
2秒前
3秒前
英姑应助缓慢平蓝采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
汉堡包应助111采纳,获得10
4秒前
感动的念文关注了科研通微信公众号
5秒前
田様应助实验顺顺利利采纳,获得10
6秒前
替我活着发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Orange应助晓巨人采纳,获得10
7秒前
159as8发布了新的文献求助10
8秒前
铜锈发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
细心依丝关注了科研通微信公众号
10秒前
Owen应助桑叶采纳,获得10
11秒前
魏少爷发布了新的文献求助10
11秒前
上官若男应助thz采纳,获得10
11秒前
老实的黑米完成签到 ,获得积分20
11秒前
英姑应助超级小子采纳,获得10
12秒前
替我活着完成签到,获得积分10
12秒前
科目三应助mmmwwwx采纳,获得10
13秒前
13秒前
铜锈完成签到,获得积分10
13秒前
该换手机发布了新的文献求助10
14秒前
陈念发布了新的文献求助10
14秒前
情怀应助代大光采纳,获得50
15秒前
瓜瓜发布了新的文献求助10
16秒前
小二郎应助1234采纳,获得10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
tq发布了新的文献求助10
17秒前
大模型应助沟通亿心采纳,获得10
18秒前
柠檬水加冰应助zxcv采纳,获得10
19秒前
张小咩咩完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
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 3975755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3520108
关于积分的说明 11200829
捐赠科研通 3256492
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798298
邀请新用户注册赠送积分活动 877509
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806403