Highly Durable and Efficient Ni-FeOx/FeNi3 Electrocatalysts Synthesized by a Facile In Situ Combustion-Based Method for Overall Water Splitting with Large Current Densities

材料科学 分解水 析氧 双功能 煅烧 电解 催化作用 化学工程 电解水 电化学 电极 燃烧 纳米技术 冶金 物理化学 电解质 化学 生物化学 光催化 工程类
作者
Abdul Qayum,Xiang Peng,Jianfa Yuan,Yuanduo Qu,Jianhong Zhou,Zanling Huang,Hong Xia,Zhi Liu,Daniel Q. Tan,Paul K. Chu,Fushen Lu,Liangsheng Hu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (24): 27842-27853 被引量:48
标识
DOI:10.1021/acsami.2c04562
摘要

Ni-/Fe-based materials are promising electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) but usually are not suitable for the hydrogen evolution reaction (HER). Herein, a durable and bifunctional catalyst consisting of Ni-FeOx and FeNi3 is prepared on nickel foam (Ni-FeOx/FeNi3/NF) by in situ solution combustion and subsequent calcination to accomplish efficient alkaline water splitting. Density functional theory (DFT) calculation shows that the high HER activity is attributed to the strong electronic coupling effects between FeOx and FeNi3 in the Janus nanoparticles by modulating ΔGH* and electronic states. Consequently, small overpotentials (η) of 71 and 272 mV in HER and 269 and 405 mV in OER yield current densities (j) of 50 and 1000 mA cm-2, respectively. The catalyst shows outstanding stability for 280 and 200 h in HER and OER at a j of ∼50 mA cm-2. Also, the robustness and mechanical stability of the electrode at an elevated j of ∼500 mA cm-2 are excellent. Moreover, Ni-FeOx/FeNi3/NF shows excellent water splitting activities as a bifunctional catalyst as exemplified by j of 50 and 500 mA cm-2 at cell voltages of 1.58 and 1.80 V, respectively. The Ni-FeOx/FeNi3/NF structure synthesized by the novel, simple, and scalable strategy has large potential in commercial water electrolysis, and the in situ combustion method holds great promise in the fabrication of thin-film electrodes for different applications.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
腼腆的冷玉完成签到,获得积分10
2秒前
共享精神应助Maerang采纳,获得10
2秒前
小雪完成签到,获得积分10
3秒前
不知完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
xinxinbaby完成签到,获得积分10
4秒前
老刘不吃香菜完成签到,获得积分10
4秒前
野原完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
junjun2011完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
轩辕中蓝完成签到 ,获得积分10
6秒前
Youdge完成签到,获得积分10
6秒前
英俊的采萱完成签到,获得积分10
6秒前
梅子黄时雨完成签到,获得积分10
7秒前
现代的访曼完成签到,获得积分0
7秒前
sunshine完成签到,获得积分10
7秒前
纪外绣完成签到,获得积分10
7秒前
1028181661完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
丑麒完成签到,获得积分10
8秒前
Nara2021完成签到,获得积分10
8秒前
石斑鱼完成签到,获得积分10
8秒前
周天发布了新的文献求助10
10秒前
浑灵安完成签到,获得积分10
10秒前
wangke完成签到,获得积分10
11秒前
hugh完成签到,获得积分10
12秒前
田様应助A1采纳,获得10
13秒前
DJ完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
小僧发布了新的文献求助30
15秒前
有机酸应助科研通管家采纳,获得50
15秒前
学术通zzz应助科研通管家采纳,获得30
15秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
简单冰淇淋应助张子文采纳,获得10
16秒前
ganjqly应助科研通管家采纳,获得20
16秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3968637
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513552
关于积分的说明 11168493
捐赠科研通 3248935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794554
邀请新用户注册赠送积分活动 875188
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804691