Bi-metallic nitroxide nanodot-decorated tri-metallic sulphide nanosheets by on-electrode plasma-hydrothermal sprouting for overall water splitting
Bi-metallic nitroxide nanodot-decorated tri-metallic sulphide nanosheets by on-electrode plasma-hydrothermal sprouting for overall water splitting
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双金属硝基氧纳米点装饰的三金属硫化物纳米片通过电极上等离子体水热萌发实现整体水分解
DOI：
10.1016/j.apcatb.2019.118254
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发表时间：
2020-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kostya Ken Ostrikov
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qing Zhang;Wei Chen;Guangliang Chen;Jun Huang;Changsheng Song;Sijun Chu;Rui Zhang;Guoxu Wang;Chaorong Li;Kostya Ken Ostrikov
利用非贵金属过渡金属电催化剂电解水是最有前途的可再生氢能源之一。本文采用介质阻挡放电（DBD）等离子体和水热硫化的方法，在三维NiFeCo泡沫上原位制备了双金属氮氧化物（NiCo（N，O）x）修饰的三金属硫化物（Ni 3S 2-FeS-CoS）纳米片催化剂。所得催化剂在碱性介质中对整体水裂解显示出优异的电催化活性，在10 mA cm−2（j10）的电流密度下，析氢反应（HER）的过电位为82 mV，析氧反应（OER）的过电位为170 mV，这与最近的非贵金属电催化剂非常有竞争力。特别地，纳米点有助于实现超稳定的电催化性能，这通过在超过50小时的苛刻HER或OER测试之后催化剂的物理化学结构的可忽略的变化来证明。我们的研究结果为氢经济和其他应用的下一代电催化剂的开发提供了一种通用的方法。
Water electrolysis using non-precious transition metal-based electrocatalysts is one of the most promising ways for renewable hydrogen energy. Herein, we develop high-performance catalysts of trimetallic sulfide (Ni3S2-FeS-CoS) nanosheets decorated with bimetallic-nitroxide (NiCo(N,O)x) nanodots on a 3D NiFeCo foam byin situfabrication with approaches of the dielectric barrier discharge (DBD) plasma and hydrothermal sulphurization. The resulting catalyst shows excellent electrocatalytic activity for overall water splitting in alkaline medium, with the overpotentials 82 m V for hydrogen evolution reaction (HER) and 170 m V for oxygen evolution reaction (OER) at a current density of 10 mA cm−2(j10), which are very competitive to most recent non-noble-metal electrocatalysts. Specially, the nanodots help achieve ultra-stable electrocatalytic performance evidenced by negligible changes for the physico-chemical structure of catalyst after a harsh HER or OER test over 50 h. Our results offer a versatile approach for the development of next-generation electrocatalysts for hydrogen economy and other applications.
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