Heterogeneous Ni-MoN nanosheet-assembled microspheres for urea-assisted hydrogen production

纳米片 微球 制氢 化学工程 尿素 材料科学 化学 催化作用 有机化学 工程类
作者
Hui Shen,Tianran Wei,Qian Liu,Shusheng Zhang,Juo Luo,Xijun Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:634: 730-736 被引量:67
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2022.12.067
摘要

Electrocatalytic water splitting is a promising technology for sustainable hydrogen (H2) production; however, it is restricted by the kinetically sluggish anodic oxygen evolution reaction (OER). Replacing OER with urea oxidation reaction (UOR) with low thermodynamic potential can simultaneously improve the energy efficiency of H2 production and purify urea-containing wastewater. Here we report a facile assembly-calcination two-step method to synthesize heterogeneous Ni-MoN nanosheet-assembled microspheres (Ni-MoN NAMs). The nanosheet-assembled structure and the synergistic metallic Ni-MoN heterogeneous interface endow the Ni-MoN NAMs with good OER (1.52 V@10 mA cm-2), UOR (1.28 V@10 mA cm-2), and hydrogen evolution reaction (HER, 0.16 V@10 mA cm-2) activity. The two-electrode urea electrolysis cell with Ni-MoN NAMs as both the cathode and anode requires an extremely low cell voltage of 1.41 V to afford 20 mA cm-2, which is 0.3 V lower than that of the water electrolyzer, paving the way for energy-saving H2 production.
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