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CeO2‐Accelerated Surface Reconstruction of CoSe2 Nanoneedle Forms Active CeO2@CoOOH Interface to Boost Oxygen Evolution Reaction for Water Splitting
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2024-11-11 , DOI: 10.1002/aenm.202403744 Quanxin Guo, Yu Li, Zhengrong Xu, Rui Liu
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2024-11-11 , DOI: 10.1002/aenm.202403744 Quanxin Guo, Yu Li, Zhengrong Xu, Rui Liu
Interface engineering is an efficient strategy to create high‐performance electrocatalysts for water splitting. In the present work, CeO2 @CoSe2 nanoneedle on carbon cloth (CeO2 @CoSe2 /CC) demonstrates high efficiency for oxygen evolution reaction (OER) and water splitting. CeO2 with abundant O vacancies facilitates the adsorption of OH− and boosts the reconstruction of CoSe2 into CoOOH at lower potentials. The in situ generated active CeO2 @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 . CeO2 @CoSe2 /CC is also found to be active for hydrogen evolution reaction (HER, 138 mV overpotential at 10 mA cm−2 ), profiting from CeO2 ‐facilitated * H2 O dissociation and * H adsorption on CoSe2 . The overall water splitting is achieved over the CeO2 @CoSe2 /CC bifunctional electrode with a low electrolysis voltage of 1.54 V at 10 mA cm−2 . This work offers valuable insights into CeO2 ‐assisted surface reconstruction as well as provides water electrolysis catalysts through interface engineering.
中文翻译:
CeO2 加速 CoSe2 纳米针表面重构形成活性CeO2@CoOOH界面以促进析氧反应以实现水分解
界面工程是制造用于水分解的高性能电催化剂的有效策略。在本工作中,碳布 (CeO2@CoSe2/CC) 上的 CeO2@CoSe2 纳米针表现出对析氧反应 (OER) 和水分解的高效率。具有丰富 O 空位的 CeO2 促进了 OH− 的吸附,并促进了 CoSe2 在较低电位下重建为 CoOOH。原位生成的有源CeO2@CoOOH异质界面上移了 Co 位点的 d 波段中心,从而降低了 OER 过程中速率确定步骤 (RDS) 的自由能(*O 到 *OOH)。它在 10 mA cm-2 时提供 245 mV 的低 OER 过电位。还发现 CeO2@CoSe2/CC 对析氢反应具有活性(HER,10 mA cm-2 时 138 mV 过电位),受益于 CeO 2 促进的 *H2O 解离和 CoSe2 上的 *H 吸附。整体分解水是通过 CeO2@CoSe2/CC 双功能电极实现的,在 10 mA cm-2 下具有 1.54 V 的低电解电压。这项工作为 CeO2 辅助表面重建提供了有价值的见解,并通过界面工程提供了水电解催化剂。
更新日期:2024-11-11
中文翻译:
CeO2 加速 CoSe2 纳米针表面重构形成活性CeO2@CoOOH界面以促进析氧反应以实现水分解
界面工程是制造用于水分解的高性能电催化剂的有效策略。在本工作中,碳布 (CeO2@CoSe2/CC) 上的 CeO2@CoSe2 纳米针表现出对析氧反应 (OER) 和水分解的高效率。具有丰富 O 空位的 CeO2 促进了 OH− 的吸附,并促进了 CoSe2 在较低电位下重建为 CoOOH。原位生成的有源CeO2@CoOOH异质界面上移了 Co 位点的 d 波段中心,从而降低了 OER 过程中速率确定步骤 (RDS) 的自由能(*O 到 *OOH)。它在 10 mA cm-2 时提供 245 mV 的低 OER 过电位。还发现 CeO2@CoSe2/CC 对析氢反应具有活性(HER,10 mA cm-2 时 138 mV 过电位),受益于 CeO 2 促进的 *H2O 解离和 CoSe2 上的 *H 吸附。整体分解水是通过 CeO2@CoSe2/CC 双功能电极实现的,在 10 mA cm-2 下具有 1.54 V 的低电解电压。这项工作为 CeO2 辅助表面重建提供了有价值的见解,并通过界面工程提供了水电解催化剂。