Hierarchical phosphorus-oxygen incorporated cobalt sulfide hollow micro/nano-reactor for highly-efficient electrocatalytic overall water splitting

电催化剂 过电位 硫化钴 析氧 分解水 化学工程 材料科学 催化作用 电化学 硫化物 可逆氢电极 无机化学 纳米技术 电极 化学 工作电极 冶金 物理化学 有机化学 光催化 工程类
作者
Ben Chong,Mengyang Xia,Yang Lv,He Li,Xiaoqing Yan,Bo Lin,Guidong Yang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:465: 142853-142853 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.142853
摘要

Transition metal sulfides have always been the promising electrocatalysts for overall water splitting. The regulation of electronic structure and accessibility of active sites are helpful to further boost their electrochemical performance from the aspect of thermodynamics and kinetics, respectively. Herein, we put forward an advanced multi-ion regulation strategy coupled with the morphology management strategy to prepare high performance electrocatalyst with low overpotential and high solar-to-hydrogen STH efficiency. Therefore, a hierarchical nanosheets stacked phosphorus-oxygen incorporated cobalt sulfide (Co-OSP) hollow micro/nano-reactor was designed and synthesized. The experimental results and theoretical calculations indicate that reasonably modulated phosphorus and oxygen extent render the electrocatalyst with optimal conductivity, electron structure and adsorption/desorption behavior of intermediates. In addition, the finite element analysis (FEA) results show that the unique morphology endows the electrocatalyst with fast mass diffusion/transfer pathway and much more accessible active sites. As a consequence, the Co-OSP hollow sphere achieves excellent electrocatalytic water splitting performance with overpotentials as low as 175.3 and 132.7 mV for OER and HER in 1.0 M KOH alkaline solution, respectively. When applied in silicon-based photovoltaic-electrochemical (PV-EC) system, Co-OSP electrodes realizes as high as 9.8 % STH efficiency with cell voltage of 1.48 V. This work presents a potential application in electrocatalysis, lithium batteries, solar cells and other energy-related fields that require catalysts with large exposed surface area and controllable local electric fields. The facile preparation processes and abundant raw materials reserve could increase the commercial viability.
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
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
yhh发布了新的文献求助10
刚刚
JamesPei应助典雅的俊驰采纳,获得10
1秒前
4秒前
游一发布了新的文献求助10
4秒前
1056720198发布了新的文献求助10
4秒前
未du发布了新的文献求助30
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
小豹子完成签到,获得积分10
5秒前
酷波er应助bailubailing采纳,获得20
6秒前
6秒前
你好完成签到,获得积分10
6秒前
大个应助阿静采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
机灵水卉发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
美亲发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
大胆的飞荷完成签到,获得积分10
11秒前
14秒前
14秒前
健忘的曼青完成签到,获得积分20
14秒前
林摆摆完成签到,获得积分10
14秒前
CodeCraft应助zg采纳,获得10
15秒前
15秒前
wait发布了新的文献求助10
15秒前
深林狼发布了新的文献求助10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
16秒前
创不可贴发布了新的文献求助10
16秒前
丛士乔完成签到 ,获得积分10
16秒前
littleknees发布了新的文献求助10
16秒前
独特芝麻发布了新的文献求助10
18秒前
苗条的元风完成签到,获得积分10
18秒前
18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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5735868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5363199
关于积分的说明 15331638
捐赠科研通 4879999
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622459
邀请新用户注册赠送积分活动 1571448
关于科研通互助平台的介绍 1528243