富含氧空位的NiFe氢氧化物衍生的具有超疏气纳米阵列形貌的磷化物及其全解水性能

过电位 氢氧化物 磷化物 析氧 材料科学 催化作用 吸附 化学工程 解吸 氧气 化学 冶金 物理化学 电极 电化学 有机化学 工程类 生物化学
作者
Keyu Wang,Chen Liang,Shiyi Li,Jiayu Li,Zhiyuan Yi,Fang Xu,Yixing Wang,Linfeng Lei,Minghui Zhu,Siyao Li,Linzhou Zhuang,Zhi Xu
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Science+Business Media]
卷期号:66 (7): 2662-2671 被引量:15
标识
DOI:10.1007/s40843-022-2415-8
摘要

Multiscale engineering of efficient catalysts to optimize the adsorption energy of intermediates (atomic level) and achieve rapid mass transfer (three-dimensional (3D) bulk level) is crucial for boosting overall water splitting. In this work, we first create oxygen vacancies in nickel-iron hydroxide and then transform the hydroxide into NiFe-Vo-P having a nanoarray morphology via phosphorization. During the oxygen evolution reaction, Ni(Fe)OOH and phosphate anions can be in situ formed on the NiFe-Vo-P surface and optimize the adsorption strength of the intermediates. Consequently, NiFe-Vo-P could achieve a high current density of 1.5 A cm−2 at an overpotential of 289 mV. Moreover, the superhydrophilic/superaerophobic nanoarray morphology of NiFe phosphide effectively facilitates the mass transfer, and NiFe-Vo-P achieves current densities of 580 mA cm−2 and 1.0 A cm−2 at a cell voltage of ∼2.0 V at 25 and 70°C, respectively, over twice those of its counterpart without the superaerophobic morphology.
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