Schematisk illustration och fysisk karaktärisering av S, N samdopade kolnanorör inkapslade kärn-skal (CoS2@Co) nanopartiklar. Kredit:©Science China Press
Elektrokemisk vattenklyvning är en gynnsam strategi för att producera högrent H 2 . De nuvarande vanliga katalysatorerna för vattenelektrolys är ädelmetaller (Pt, RuO 2 , IrO 2 ), som har överlägsen katalytisk aktivitet, relativt låg överpotential och gynnsam katalytisk kinetik, men deras höga kostnader och dåliga cykelstabilitet är fortfarande oöverkomliga. Därför, forskare söker en ny typ av väteproduktionskatalysator med låg kostnad, hög katalytisk aktivitet och hög stabilitet.
På grund av dess låga kostnad, hög överflöd, och god elektrisk ledningsförmåga, övergångsmetallen Co och dess derivat har visat sig lovande inom elektrokatalys. Dock, stabilitet har varit ett stort problem på grund av deras höga kemiska aktivitet. För att lösa detta problem, Inkapsling av Conanopartiklar i ett kolskal har föreslagits som en effektiv strategi för att ärva den höga elektrokatalytiska aktiviteten hos övergångsmetallen och ytterligare förhindra dess korrosion från den hårda elektrolytiska miljön. Genom att justera metallsammansättningen och strukturen av kolskikt, de katalytiska egenskaperna hos dessa kompositer kan regleras.
Nyligen, Liu Zhao-Qings grupp vid Guangzhou University rapporterar en bifunktionell katalysator:koboltjoner av övergångsmetall inducerade självtillväxten av kvävedopade kolnanorör, som ytterligare vulkaniseras för att införliva svavel i kolnanorörsramverket. De erhållna materialen (S, N-CNT/CoS 2 @Co) uppvisar utmärkta HER- och OER-prestanda. Som katod och anod, S, N-CNT/CoS 2 @Co kan snabbt dissociera vattenmolekyler för att producera väte och syrgas, kräver endast 1,633 V för att nå en strömtäthet på 10 mA cm-2, och en stark stabilitet under olika driftsströmmar observeras också.
Mekanism schematisk illustration av övergripande vattendelning med dess katalytiska prestanda och stabilitetstest. Kredit:©Science China Press
