Redox bifunctional activities with optical gain of Ni3S2 nanosheets edged with MoS2 for overall water splitting

双功能 析氧 分解水 催化作用 材料科学 电解 双功能催化剂 氧化还原 化学工程 电化学 电极 无机化学 光化学 化学 光催化 物理化学 有机化学 工程类 电解质
作者
Wang Cheng-zhong,Xiaodong Shao,Jing Pan,Jingguo Hu,Xiaoyong Xu
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:268: 118435-118435 被引量:155
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2019.118435
摘要

Exploring cost-efficient catalysts with bifunctional activities of hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) holds practical significance for overall water splitting. Herein, for the first time, we report a unique lateral heterostructure of ultrathin Ni3S2 nanosheets (NSs) edged with MoS2 as an efficient and durable bifunctional catalyst for overall water splitting in alkaline media. Benefiting from maximizing functional Mo-S-Ni interfaces that favor the chemisorption of hydrogen and oxygen-containing intermediates, the resultant Ni3S2/MoS2 (NiMoS) catalyst exhibits respectively low overpotentials of 78 and 260 mV at 10 mA cm−2 for HER and OER, superior to the commercial benchmarks (IrO2 and Pt/C), ranking among the best records reported to date. In particular, the NiMoS catalyst renders an attractive light-enhanced effect on both HER and OER activities due to photogenerated charge transfer at Mo-S-Ni interface towards redox kinetic acceleration. An assembled two-electrode alkaline electrolyzer using NiMoS as bifunctional catalysts can deliver a current density of 10 mA cm−2 at low cell voltage of 1.53 V (1.50 V under 1 sun irradiation) with remarkable stability for over 100 h, demonstrating the robust overall water splitting with accessible solar integration.
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