FeNi nanoparticles on Mo2TiC2Tx MXene@nickel foam as robust electrocatalysts for overall water splitting

催化作用 分解水 析氧 材料科学 纳米颗粒 化学工程 吉布斯自由能 复合数 电流密度 纳米技术 电化学 电极 化学 冶金 复合材料 物理化学 热力学 光催化 量子力学 生物化学 有机化学 工程类 物理
作者
Jiayang Wang,Peilei He,Yongli Shen,Linjie Dai,Zhe Li,Yue Wu,Changhua An
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:14 (10): 3474-3481 被引量:59
标识
DOI:10.1007/s12274-021-3660-0
摘要

The development of cost-effective electrocatalysts for overall water splitting is highly desirable, remaining a critical challenge at current stage. Herein, a class of composite FeNi@MXene (Mo2TiC2Tx)@nickel foam (NF) has been synthesized through introducing Fe2+ ions and in-situ combining with surface nickel atoms on nickel foam. The obtained FeNi@Mo2TiC2Tx@NF exhibited high activity with overpotentials of 165 and 190 mV for the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) at a current density of 10 mA·cm−2, respectively. The synergetic effects of Mo2TiC2Tx and FeNi nanoalloys lead to increasing catalytic activities, where MXene provides high active surface area and rich active sites for HER, and FeNi nanoalloys promote the OER. Theoretical simulation of electron exchange capacity between FeNi and MXene in FeNi@Mo2TiC2Tx catalyst shows that electrons transferred from surface Mo atoms to the interface between FeNi and MXene, indicating that the electrons are accumulated near the FeNi nanoparticles. This kind of electronic distribution facilitates the formation of intermediate of NiOOH. Correspondingly, (H+ + e−) is more inclined onto Mo-Ni interfaces for HER. The Gibbs free energy changes for H* to HER and potential-limiting step for −OOH intermediate in OER over FeNi@Mo2TiC2Tx are much less than those on bare MXene. The catalyst can be further used for overall water splitting in alkaline solution, realizing a current density of 50 mA·cm−2 at 1.74 V. This work provides a facile strategy to achieve efficient and cheap catalysts for new energy production.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
李健的小迷弟应助李hk采纳,获得10
1秒前
carat完成签到,获得积分20
1秒前
sxiao18完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
liansj完成签到,获得积分10
2秒前
一只哈士奇完成签到,获得积分10
2秒前
ZCX完成签到,获得积分10
3秒前
冬谎完成签到,获得积分10
3秒前
上官若男应助王娇娇采纳,获得10
3秒前
妮妮完成签到,获得积分10
4秒前
hh完成签到,获得积分10
4秒前
carat发布了新的文献求助10
4秒前
内向翰完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
亮山火马发布了新的文献求助200
5秒前
jerry_x完成签到,获得积分10
6秒前
hsl发布了新的文献求助10
6秒前
Zdh同学完成签到,获得积分10
6秒前
Star完成签到 ,获得积分10
7秒前
华东少年完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助燕儿采纳,获得10
7秒前
sxiao18发布了新的文献求助10
8秒前
Esteem完成签到 ,获得积分10
9秒前
Sheldon关注了科研通微信公众号
9秒前
彭于彦祖应助倩倩采纳,获得30
10秒前
10秒前
10秒前
Jasper应助祥子的骆驼采纳,获得10
10秒前
jejms完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
王娇娇完成签到,获得积分10
12秒前
hunter完成签到 ,获得积分10
13秒前
腰酸的小番茄完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
考拉完成签到,获得积分10
14秒前
无花果应助奋斗的怀曼采纳,获得10
14秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3147162
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2798435
关于积分的说明 7829030
捐赠科研通 2455138
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306576
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627838
版权声明 601567