CeO2‐Accelerated Surface Reconstruction of CoSe2 Nanoneedle Forms Active CeO2@CoOOH Interface to Boost Oxygen Evolution Reaction for Water Splitting

纳米针 材料科学 氧气 析氧 催化作用 分解水 化学工程 化学物理 纳米技术 物理化学 纳米结构 生物化学 化学 物理 有机化学 电极 光催化 工程类 电化学
作者
Quanxin Guo,Yong‐Min Liang,Zhengrong Xu,Rui Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202403744
摘要

Abstract Interface engineering is an efficient strategy to create high‐performance electrocatalysts for water splitting. In the present work, CeO 2 @CoSe 2 nanoneedle on carbon cloth (CeO 2 @CoSe 2 /CC) demonstrates high efficiency for oxygen evolution reaction (OER) and water splitting. CeO 2 with abundant O vacancies facilitates the adsorption of OH − and boosts the reconstruction of CoSe 2 into CoOOH at lower potentials. The in situ generated active CeO 2 @CoOOH heterointerface upshifts the d‐band center of Co site, thereby decreasing the free energy of rate‐determining step (RDS) ( * O to * OOH) during the OER process. It delivers a low OER overpotential of 245 mV at 10 mA cm −2 . CeO 2 @CoSe 2 /CC is also found to be active for hydrogen evolution reaction (HER, 138 mV overpotential at 10 mA cm −2 ), profiting from CeO 2 ‐facilitated * H 2 O dissociation and * H adsorption on CoSe 2 . The overall water splitting is achieved over the CeO 2 @CoSe 2 /CC bifunctional electrode with a low electrolysis voltage of 1.54 V at 10 mA cm −2 . This work offers valuable insights into CeO 2 ‐assisted surface reconstruction as well as provides water electrolysis catalysts through interface engineering.
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