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Phase‐Controllable Growth NixPy Modified CdS@Ni3S2 Electrodes for Efficient Electrocatalytic and Enhanced Photoassisted Electrocatalytic Overall Water Splitting

分解水 硫化镍 电催化剂 制氢 磷化物 析氧 材料科学 催化作用 双功能 化学工程 电化学 化学 无机化学 光催化 电极 物理化学 冶金 工程类 生物化学
作者
Qianwen Dong,Mingli Li,Mingshuang Sun,Fangyuan Si,Qiongzhi Gao,Xin Cai,Yuehua Xu,Yuan Teng,Shengsen Zhang,Feng Peng,Yueping Fang,Siyuan Yang
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:5 (11) 被引量:55
标识
DOI:10.1002/smtd.202100878
摘要

The rational design and construction of cost-effective nickel-based phosphide or sulfide (photo)electrocatalysts for hydrogen production from water splitting has sparked a huge investigation surge in recent years. Whereas, nickel phosphides (Nix Py ) possess more than ten stoichiometric compositions with different crystalline. Constructing Nix Py with well crystalline and revealing their intrinsic catalytic mechanism at atomic/molecular levels remains a great challenge. Herein, an easy-to-follow phase-controllable phosphating strategy is first proposed to prepare well crystalline Nix Py (Ni3 P and Ni12 P5 ) modified CdS@Ni3 S2 heterojunction electrocatalysts. It is found that Ni3 P modified CdS@Ni3 S2 (CdS@Ni3 S2 /Ni3 P) exhibits remarkable stability and bifunctional electrocatalytic activities in both hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). Density functional theory results suggest that P-Ni sites and P sites in CdS@Ni3 S2 /Ni3 P, respectively, serve as OER and HER active sites during electrocatalytic water splitting processes. Moreover, benefiting from the advantageous photocatalyst@electrocatalyst core@shell structure, CdS@Ni3 S2 /Ni3 P delivers an advantaged photoassisted electrocatalytic water splitting property. The champion electrical to hydrogen and solar to hydrogen energy conversion efficiencies of CdS@Ni3 S2 /Ni3 P, respectively, reach 93.35% and 4.65%. This work will provide a general guidance for synergistically using solar energy and electric energy for large-scale H2 production from water splitting.
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