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Self-supported cobalt–nickel bimetallic telluride as an advanced catalyst for the oxygen evolution reaction
Inorganic Chemistry Frontiers ( IF 6.1 ) Pub Date : 2021-07-20 , DOI: 10.1039/d1qi00693b Yu Qi 1, 2 , Zhi Yang 1 , Shuai Peng 1 , Mitang Wang 3 , Jilin Bai 1 , Hong Li 1 , Dehua Xiong 1, 2
Inorganic Chemistry Frontiers ( IF 6.1 ) Pub Date : 2021-07-20 , DOI: 10.1039/d1qi00693b Yu Qi 1, 2 , Zhi Yang 1 , Shuai Peng 1 , Mitang Wang 3 , Jilin Bai 1 , Hong Li 1 , Dehua Xiong 1, 2
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Compared with a monometallic catalyst, nanostructured bimetallic catalysts present an enhanced electrocatalytic performance due to the synergistic effect of two metal elements. To improve the OER performance of metal tellurides, we propose to synthesize a cobalt–nickel bimetallic telluride electrocatalyst (Ni-doped CoTe2) by a one-step hydrothermal method with the addition of transition metal Ni sources in this work. The influence of the addition amount of NiCl2·6H2O and the reaction temperature on the crystal structure, morphology, chemical composition, and electrocatalytic performance is studied systematically. The results show that the optimized sample Co@0.2gNiCoTe2-240 exhibited a low overpotential of 280 mV to attain an anodic current density of 10 mA cm−2, and the Tafel slope was as low as 34 mV dec−1. The improved activity and stability could be attributed to the Ni-doped CoTe2 structure that has an increased electrochemical surface area, the formation of the high valence state of Co and/or Ni species, rapid charge transfer ability, and faster catalytic kinetics during the OER process. This work not only provides a highly active and durable 3D catalyst for the OER under alkaline conditions, but also provides a new approach for the development of bimetallic tellurides for energy conversion application.
中文翻译：
自支撑钴镍双金属碲化物作为析氧反应的高级催化剂
与单金属催化剂相比，由于两种金属元素的协同作用，纳米结构的双金属催化剂表现出增强的电催化性能。为了提高金属碲化物的 OER 性能，我们建议通过一步水热法合成钴镍双金属碲化物电催化剂（Ni 掺杂的 CoTe 2），并在这项工作中添加过渡金属 Ni 源。系统地研究了NiCl 2 ·6H 2 O的添加量和反应温度对晶体结构、形貌、化学成分和电催化性能的影响。结果表明，优化后的样品 Co@0.2gNiCoTe 2-240 表现出 280 mV 的低过电位以获得 10 mA cm -2的阳极电流密度，并且 Tafel 斜率低至 34 mV dec -1。改进的活性和稳定性可归因于 Ni 掺杂的 CoTe 2结构具有增加的电化学表面积、Co 和/或 Ni 物种的高价态的形成、快速的电荷转移能力和更快的催化动力学。 OER 流程。这项工作不仅为碱性条件下的 OER 提供了一种高活性和耐用的 3D 催化剂，而且为开发用于能量转换应用的双金属碲化物提供了一种新方法。
更新日期：2021-08-11
中文翻译：
自支撑钴镍双金属碲化物作为析氧反应的高级催化剂
与单金属催化剂相比，由于两种金属元素的协同作用，纳米结构的双金属催化剂表现出增强的电催化性能。为了提高金属碲化物的 OER 性能，我们建议通过一步水热法合成钴镍双金属碲化物电催化剂（Ni 掺杂的 CoTe 2），并在这项工作中添加过渡金属 Ni 源。系统地研究了NiCl 2 ·6H 2 O的添加量和反应温度对晶体结构、形貌、化学成分和电催化性能的影响。结果表明，优化后的样品 Co@0.2gNiCoTe 2-240 表现出 280 mV 的低过电位以获得 10 mA cm -2的阳极电流密度，并且 Tafel 斜率低至 34 mV dec -1。改进的活性和稳定性可归因于 Ni 掺杂的 CoTe 2结构具有增加的电化学表面积、Co 和/或 Ni 物种的高价态的形成、快速的电荷转移能力和更快的催化动力学。 OER 流程。这项工作不仅为碱性条件下的 OER 提供了一种高活性和耐用的 3D 催化剂，而且为开发用于能量转换应用的双金属碲化物提供了一种新方法。
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