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Heterogeneous Bimetallic Phosphide/Sulfide Nanocomposite for Efficient Solar-Energy-Driven Overall Water Splitting
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2017-09-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.7b05020 Yanmei Xin 1 , Xiang Kan 2 , Li-Yong Gan 2, 3 , Zhonghai Zhang 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2017-09-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.7b05020 Yanmei Xin 1 , Xiang Kan 2 , Li-Yong Gan 2, 3 , Zhonghai Zhang 1
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Solar-driven overall water splitting is highly desirable for hydrogen generation with sustainable energy sources, which need efficient, earth-abundant, robust, and bifunctional electrocatalysts for both oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we propose a heterogeneous bimetallic phosphide/sulfide nanocomposite electrocatalyst of NiFeSP on nickel foam (NiFeSP/NF), which shows superior electrocatalytic activity of low overpotentials of 91 mV at −10 mA cm–2 for HER and of 240 mV at 50 mA cm–2 for OER in 1 M KOH solution. In addition, the NiFeSP/NF presents excellent overall water splitting performance with a cell voltage as low as 1.58 V at a current density of 10 mA cm–2. Combining with a photovoltaic device of a Si solar cell or integrating into photoelectrochemical (PEC) systems, the bifunctional NiFeSP/NF electrocatalyst implements unassisted solar-driven water splitting with a solar-to-hydrogen conversion efficiency of ∼9.2% and significantly enhanced PEC performance, respectively.
中文翻译：
异质双金属磷化物/硫化物纳米复合材料，可有效驱动太阳能驱动的总水分解
太阳能驱动的总水分解法非常需要具有可持续能源的氢气产生，而可持续能源需要高效，富于地球，坚固耐用的双功能电催化剂同时用于氧气释放反应（OER）和氢气释放反应（HER）。在此，我们提出了镍泡沫上的NiFeSP异质双金属磷化物/硫化物纳米复合电催化剂（NiFeSP / NF），它在HER -10 mA cm –2时显示出91 mV的低过电势，在50 mA时显示240 mV的低过电势，具有优异的电催化活性。1 M KOH溶液中的OER为cm –2。此外，NiFeSP / NF具有出色的整体水分解性能，在10 mA cm –2的电流密度下，电池电压低至1.58 V。双功能NiFeSP / NF电催化剂与Si太阳能电池的光伏设备结合或集成到光电化学（PEC）系统中，可实现无辅助的太阳能驱动水分解，太阳能至氢的转化效率约为9.2％，并显着提高了PEC性能， 分别。
更新日期：2017-09-15
中文翻译：
异质双金属磷化物/硫化物纳米复合材料，可有效驱动太阳能驱动的总水分解
太阳能驱动的总水分解法非常需要具有可持续能源的氢气产生，而可持续能源需要高效，富于地球，坚固耐用的双功能电催化剂同时用于氧气释放反应（OER）和氢气释放反应（HER）。在此，我们提出了镍泡沫上的NiFeSP异质双金属磷化物/硫化物纳米复合电催化剂（NiFeSP / NF），它在HER -10 mA cm –2时显示出91 mV的低过电势，在50 mA时显示240 mV的低过电势，具有优异的电催化活性。1 M KOH溶液中的OER为cm –2。此外，NiFeSP / NF具有出色的整体水分解性能，在10 mA cm –2的电流密度下，电池电压低至1.58 V。双功能NiFeSP / NF电催化剂与Si太阳能电池的光伏设备结合或集成到光电化学（PEC）系统中，可实现无辅助的太阳能驱动水分解，太阳能至氢的转化效率约为9.2％，并显着提高了PEC性能， 分别。
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