当前位置:
X-MOL 学术
›
Appl. Surf. Sci.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Hierarchical nickel-vanadium nanohybrid with strong electron transfer for accelerated hydrogen evolution reaction
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.146982 Jiangnan Liu , Jingsong Cui , Jianhang Sun , Hui Liu , Wei Li , Ce Han , Yingnan Chen , Guocheng Yang , Yuping Shan
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.146982 Jiangnan Liu , Jingsong Cui , Jianhang Sun , Hui Liu , Wei Li , Ce Han , Yingnan Chen , Guocheng Yang , Yuping Shan
Abstract Rational design of non-precious materials with high-performanced and stable electrocatalytic activity for hydrogen evolution reaction (HER) is vital for the wide application of renewable energy device. In this work, we successfully fabricated a binder-free catalyst comprising Ni and V2O3 grown on Ni foam (NF) via annealing hydrothermally resultant Ni3V2O8/NF in a H2/Ar atmosphere and applied it as a non-precious HER electrocatalyst. The as-fabricated material denoted as Ni@V2O3/NF behaves with a unique structure in form of Ni nanoparticles wrapped by V2O3, which should be attributed to the rolling up of nanosheet caused by the Ni outward diffusion from Ni3V2O8 nanosheet during the pyrolysis process. Moreover, the oxygen vacancies-rich V2O3 can donate electron to the in-situ formed Ni nanoparticles and restrict their overgrowth, which regulate the electronic structure of nanohybrid, facilitate HER kinetic process and create abundant accessible active sites. Hence, the Ni@V2O3/NF demonstrates superior HER activity delivering current density of 10 mA cm−2 at an appropriate overpotenial of 19 mV with a low Tafel slope of 48.5 mV/dec and long-term stability in alkaline solution. This work will provide inspirations to the exploration of Ni-V based electrocatalysts for various emerging energy applications.
中文翻译:
具有强电子转移的分层镍钒纳米杂化物用于加速析氢反应
摘要 合理设计具有高性能且稳定的析氢反应(HER)电催化活性的非贵金属材料对于可再生能源装置的广泛应用至关重要。在这项工作中,我们通过在 H2/Ar 气氛中对水热所得 Ni3V2O8/NF 进行退火,成功地制备了一种包含 Ni 和 V2O3 的无粘合剂催化剂,该催化剂生长在泡沫镍 (NF) 上,并将其用作非贵重的 HER 电催化剂。表示为 Ni@V2O3/NF 的制造材料具有独特的结构,即由 V2O3 包裹的 Ni 纳米颗粒形式,这应该归因于在热解过程中 Ni3V2O8 纳米片的 Ni 向外扩散引起的纳米片卷起。此外,富含氧空位的 V2O3 可以为原位形成的 Ni 纳米粒子提供电子并限制它们的过度生长,调节纳米杂化物的电子结构,促进 HER 动力学过程并创造大量可接近的活性位点。因此,Ni@V2O3/NF 表现出优异的 HER 活性,在 19 mV 的适当过电位下提供 10 mA cm-2 的电流密度,具有 48.5 mV/dec 的低 Tafel 斜率和在碱性溶液中的长期稳定性。这项工作将为探索用于各种新兴能源应用的 Ni-V 基电催化剂提供灵感。
更新日期:2020-10-01
中文翻译:
具有强电子转移的分层镍钒纳米杂化物用于加速析氢反应
摘要 合理设计具有高性能且稳定的析氢反应(HER)电催化活性的非贵金属材料对于可再生能源装置的广泛应用至关重要。在这项工作中,我们通过在 H2/Ar 气氛中对水热所得 Ni3V2O8/NF 进行退火,成功地制备了一种包含 Ni 和 V2O3 的无粘合剂催化剂,该催化剂生长在泡沫镍 (NF) 上,并将其用作非贵重的 HER 电催化剂。表示为 Ni@V2O3/NF 的制造材料具有独特的结构,即由 V2O3 包裹的 Ni 纳米颗粒形式,这应该归因于在热解过程中 Ni3V2O8 纳米片的 Ni 向外扩散引起的纳米片卷起。此外,富含氧空位的 V2O3 可以为原位形成的 Ni 纳米粒子提供电子并限制它们的过度生长,调节纳米杂化物的电子结构,促进 HER 动力学过程并创造大量可接近的活性位点。因此,Ni@V2O3/NF 表现出优异的 HER 活性,在 19 mV 的适当过电位下提供 10 mA cm-2 的电流密度,具有 48.5 mV/dec 的低 Tafel 斜率和在碱性溶液中的长期稳定性。这项工作将为探索用于各种新兴能源应用的 Ni-V 基电催化剂提供灵感。