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Uncovering the Nature of Active Species of Nickel Phosphide Catalysts in High-Performance Electrochemical Overall Water Splitting
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2016-11-29 00:00:00 , DOI: 10.1021/acscatal.6b02666 Prashanth W. Menezes 1 , Arindam Indra 1 , Chittaranjan Das 2 , Carsten Walter 1 , Caren Göbel 1 , Vitaly Gutkin 3 , Dieter Schmeiβer 2 , Matthias Driess 1
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2016-11-29 00:00:00 , DOI: 10.1021/acscatal.6b02666 Prashanth W. Menezes 1 , Arindam Indra 1 , Chittaranjan Das 2 , Carsten Walter 1 , Caren Göbel 1 , Vitaly Gutkin 3 , Dieter Schmeiβer 2 , Matthias Driess 1
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A systematic structural elucidation of the near-surface active species of the two remarkably active nickel phosphides Ni12P5 and Ni2P on the basis of extensive analytical, microscopic, and spectroscopic investigations is reported. The latter can serve as complementary efficient electrocatalysts in the hydrogen (HER) versus oxygen evolution reaction (OER) in alkaline media. In the OER Ni12P5 shows enhanced performance over Ni2P due to the higher concentration of nickel in this phase, which enables the formation of an amorphous NiOOH/Ni(OH)2 shell on a modified multiphase with a disordered phosphide/phosphite core. The situation is completely reversed in the HER, where Ni2P displayed a significant improvement in electrocatalytic activity over Ni12P5 owing to a larger concentration of phosphide/phosphate species in the shell. Moreover, the efficiently combined use of the two nickel phosphide phases deposited on nickel foam in overall electrocatalytic water splitting is demonstrated by a strikingly low cell voltage and high stability with pronounced current density, and these catalysts could be an apt choice for applications in commercial alkaline water electrolysis.
中文翻译：
在高性能电化学总水分解中揭示磷化镍催化剂中活性物种的性质
在广泛的分析，显微和光谱研究的基础上，系统地阐明了两种具有显着活性的磷化镍Ni 12 P 5和Ni 2 P的近表面活性物质。后者可以在碱性介质中的氢（HER）与氧释放反应（OER）中作为互补的高效电催化剂。在OER中，由于该相中较高的镍浓度，Ni 12 P 5的性能优于Ni 2 P，这使得能够形成无定形的NiOOH / Ni（OH）2。壳在经过修饰的多相上，具有无序的磷化物/亚磷酸酯核。这种情况在HER中完全相反，其中由于壳中较大的磷化物/磷酸盐种类，Ni 2 P的电催化活性比Ni 12 P 5显着提高。此外，沉积在泡沫镍上的两种磷化镍相在整个电催化水分解中的有效结合使用，通过极低的电池电压和高稳定性以及显着的电流密度证明了这些催化剂，这些催化剂可能是工业碱应用的合适选择。水电解。
更新日期：2016-11-29
中文翻译：
在高性能电化学总水分解中揭示磷化镍催化剂中活性物种的性质
在广泛的分析，显微和光谱研究的基础上，系统地阐明了两种具有显着活性的磷化镍Ni 12 P 5和Ni 2 P的近表面活性物质。后者可以在碱性介质中的氢（HER）与氧释放反应（OER）中作为互补的高效电催化剂。在OER中，由于该相中较高的镍浓度，Ni 12 P 5的性能优于Ni 2 P，这使得能够形成无定形的NiOOH / Ni（OH）2。壳在经过修饰的多相上，具有无序的磷化物/亚磷酸酯核。这种情况在HER中完全相反，其中由于壳中较大的磷化物/磷酸盐种类，Ni 2 P的电催化活性比Ni 12 P 5显着提高。此外，沉积在泡沫镍上的两种磷化镍相在整个电催化水分解中的有效结合使用，通过极低的电池电压和高稳定性以及显着的电流密度证明了这些催化剂，这些催化剂可能是工业碱应用的合适选择。水电解。
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