Rationally designed Ni2P/WS2/Co9S8@C multi-interfacial electrocatalyst for efficient overall water splitting

电催化剂 双功能 电解 阳极 阴极 析氧 材料科学 化学工程 电解水 催化作用 化学 电极 电化学 物理化学 电解质 有机化学 工程类
作者
Fu-Chun Pan,Huan He,Zeng-Xi Yang,Qiaoji Zheng,Dunmin Lin,Yu Huo
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:446: 136961-136961 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136961
摘要

Exploring cost-efficient electrocatalysts for water electrolysis is imperative and urgent. Herein, we have successfully synthesized the novel Ni2P/WS2/Co9S8@C electrocatalyst with the multi-heterojunction interfaces via pyrolysis and in situ phosphorization processes by employing high-nuclearity metal clusters {Co24W8} as preassembly molecular platform. As expected, Ni2P/WS2/Co9S8@C exhibits outstanding oxygen evolution and hydrogen evolution performances with ultralow overpotentials of 204 mV and 67 mV at 10 mA cm−2 in alkaline media, respectively. The alkali-electrolyzer using Ni2P/WS2/Co9S8@C as cathode and anode electrodes delivers a low cell voltage of 1.48 V achieving 10 mA cm−2 with good durability. Density functional theory calculations suggest that the interfacial electrons transfer from Co9S8 and Ni2P to WS2 obviously lower the binding energies of adsorbed species and thus enhance their intrinsic activity. This work demonstrates unique advantages of interfacial structure modulation for the rational design of high-performance bifunctional electrocatalysts.
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