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Understanding the Co : Mo Compositional Modulation and Fe‐Interplay in Multicomponent Sulfide Electrocatalysts for Oxygen and Hydrogen Evolution Reactions
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-03-16 , DOI: 10.1002/celc.202000314 Aniruddha Mukherji 1 , Rajaram Bal 2 , Rajendra Srivastava 1
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-03-16 , DOI: 10.1002/celc.202000314 Aniruddha Mukherji 1 , Rajaram Bal 2 , Rajendra Srivastava 1
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Amidst the escalating urge in the economical generation of clean hydrogen fuel from water, this article presents the development of simple and economical electrocatalysts, Cobalt Molybdenum Sulfides (Co−Mo−S), for oxygen evolution (OER) and hydrogen evolution (HER) reactions. The compositional modulation of Co and Mo produces the highly active catalysts, Co0.75Mo0.25Sx for OER and Co0.40Mo0.60Sx for HER. Moreover, the potentiality of Fe incorporation in CoMoSx is demonstrated in enhancing the OER performance of the catalyst. The best catalyst for OER (Fe0.05Co0.70Mo0.25Sx) achieves a current of 10 mA cm−2 at an overpotential (η10) of 227 mV (1.457 V vs RHE) while that for HER (Co0.40Mo0.60Sx) requires only 130 mV (−0.13 V vs. RHE) of η10. The holistic enhancement of the OER kinetics is attributed to the facile generation of CoOOH in the co‐existence of Fe at oxidation states≥+3, and Mo at +6 and +5 states. Finally, a complete water electrolyser is demonstrated using Fe0.05Co0.70Mo0.25Sx as the anode and Co0.40Mo0.60Sx as the cathode.
中文翻译：
了解用于氧和氢释放反应的多组分硫化物电催化剂中的Co：Mo组成调节和Fe-相互作用
在从水经济地生产清洁氢燃料的日益增长的需求中，本文介绍了用于氧释放（OER）和氢释放（HER）反应的简单且经济的电催化剂钴钼硫化物（Co-Mo-S）的发展。Co和Mo的成分调制产生了高活性催化剂，OER的Co 0.75 Mo 0.25 S x和HER的Co 0.40 Mo 0.60 S x。此外，证明了在CoMoS x中掺入Fe的潜力可增强催化剂的OER性能。OER的最佳催化剂（Fe 0.05 Co 0.70 Mo 0.25 SX）实现为10mA cm 2的电流-2在的超电势（η 10 227毫伏（1.457 V相对于RHE）的），而对于HER（钴0.40沫0.60小号X）仅需要130毫伏（-0.13 V，相对于RHE ）η的10。OER动力学的整体增强归因于在氧化态≥+ 3的Fe和+6和+5态的Mo的共存下CoOOH的容易生成。最后，使用Fe 0.05 Co 0.70 Mo 0.25 S x作为阳极，Co 0.40 Mo 0.60 S x作为阴极，证明了一种完整的水电解槽。
更新日期：2020-03-16
中文翻译：
了解用于氧和氢释放反应的多组分硫化物电催化剂中的Co：Mo组成调节和Fe-相互作用
在从水经济地生产清洁氢燃料的日益增长的需求中，本文介绍了用于氧释放（OER）和氢释放（HER）反应的简单且经济的电催化剂钴钼硫化物（Co-Mo-S）的发展。Co和Mo的成分调制产生了高活性催化剂，OER的Co 0.75 Mo 0.25 S x和HER的Co 0.40 Mo 0.60 S x。此外，证明了在CoMoS x中掺入Fe的潜力可增强催化剂的OER性能。OER的最佳催化剂（Fe 0.05 Co 0.70 Mo 0.25 SX）实现为10mA cm 2的电流-2在的超电势（η 10 227毫伏（1.457 V相对于RHE）的），而对于HER（钴0.40沫0.60小号X）仅需要130毫伏（-0.13 V，相对于RHE ）η的10。OER动力学的整体增强归因于在氧化态≥+ 3的Fe和+6和+5态的Mo的共存下CoOOH的容易生成。最后，使用Fe 0.05 Co 0.70 Mo 0.25 S x作为阳极，Co 0.40 Mo 0.60 S x作为阴极，证明了一种完整的水电解槽。
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