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1D/1D Hierarchical Nickel Sulfide/Phosphide Nanostructures for Electrocatalytic Water Oxidation
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2018-08-06 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00982 Huai Qin Fu 1 , Le Zhang 1 , Chong Wu Wang 1 , Li Rong Zheng 2 , Peng Fei Liu 1 , Hua Gui Yang 1
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2018-08-06 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00982 Huai Qin Fu 1 , Le Zhang 1 , Chong Wu Wang 1 , Li Rong Zheng 2 , Peng Fei Liu 1 , Hua Gui Yang 1
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The sluggish kinetics of the oxygen evolution reaction (OER) limits the efficiencies of solar-powered electrical-conversion applications, such as water splitting and carbon dioxide reduction. Herein, we rationally designed a metallic nanostructured nickel sulfide/phosphide hybrid (NiSxPy) as an efficient precatalyst for OER, with one-dimensional (1D) nanowires grown on 1D nanorods. The resulting metallic hybrid NiSxPy catalyst can accelerate the electron transfer process and expose abundant in situ-generated NiOOH species during OER (NiSxPy–O). Therefore, NiSxPy–O exhibits a low overpotential of 192 mV (with 100% iR compensation; this value should be 200 mV without compensation) to achieve an O2 partial current density (jO2) of 10 mA cm–2 and a robust stability over 135 h without obvious degradation. Moreover, a jO2 of 10 mA cm–2 at an overpotential of 315 mV (with 100% iR compensation; this value should be 365 mV without compensation) is attained in near-neutral conditions. These results may pave a new way to design metallic precatalysts with 1D/1D hierarchical nanostructures to boost the OER.
中文翻译：
用于电催化水氧化的1D / 1D分层硫化镍/磷化镍纳米结构。
氧气逸出反应（OER）的反应动力学缓慢，限制了太阳能供电的电转化应用的效率，例如水分解和二氧化碳的减少。在这里，我们合理设计了一种金属纳米结构的硫化镍/磷化镍杂化物（NiS x P y）作为OER的有效预催化剂，并在一维纳米棒上生长了一维（1D）纳米线。所得的金属杂化NiS x P y催化剂可加速电子转移过程，并在OER（NiS x P y -O）期间暴露大量原位生成的NiOOH物种。因此，NiS x P y –O的低电势为192 mV（iR为100％赔偿; 该值应为200 mV（无补偿），以实现10 mA cm –2的O 2分电流密度（j O2）和在135 h内的稳健稳定性而不会出现明显的劣化。此外，在接近中性的条件下，在315 mV的过电势下具有10 mA cm –2的j O2（具有100％iR补偿；该值应为365 mV，无补偿）。这些结果可能为设计具有1D / 1D分层纳米结构的金属预催化剂铺平道路，以提高OER。
更新日期：2018-08-06
中文翻译：
用于电催化水氧化的1D / 1D分层硫化镍/磷化镍纳米结构。
氧气逸出反应（OER）的反应动力学缓慢，限制了太阳能供电的电转化应用的效率，例如水分解和二氧化碳的减少。在这里，我们合理设计了一种金属纳米结构的硫化镍/磷化镍杂化物（NiS x P y）作为OER的有效预催化剂，并在一维纳米棒上生长了一维（1D）纳米线。所得的金属杂化NiS x P y催化剂可加速电子转移过程，并在OER（NiS x P y -O）期间暴露大量原位生成的NiOOH物种。因此，NiS x P y –O的低电势为192 mV（iR为100％赔偿; 该值应为200 mV（无补偿），以实现10 mA cm –2的O 2分电流密度（j O2）和在135 h内的稳健稳定性而不会出现明显的劣化。此外，在接近中性的条件下，在315 mV的过电势下具有10 mA cm –2的j O2（具有100％iR补偿；该值应为365 mV，无补偿）。这些结果可能为设计具有1D / 1D分层纳米结构的金属预催化剂铺平道路，以提高OER。
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