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Superhydrophilic Al‐Doped NiP2 Nanosheets as Efficient Electrocatalysts for Hydrogen Evolution Reaction
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2019-10-03 , DOI: 10.1002/ente.201900936 Hao Tian 1 , Xiaodeng Wang 1 , Haiyun Li 1 , Mingyu Pi 2 , Dingke Zhang 2 , Shijian Chen 1
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2019-10-03 , DOI: 10.1002/ente.201900936 Hao Tian 1 , Xiaodeng Wang 1 , Haiyun Li 1 , Mingyu Pi 2 , Dingke Zhang 2 , Shijian Chen 1
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The surface wettability of an electrocatalyst plays an important role in electrocatalysis of the hydrogen evolution reaction from water splitting. Herein, Al‐doped NiP2 nanosheets are synthesized on carbon fiber paper (Al–NiP2 NSs/CFP) with a superhydrophilic and aerophobic surface as a hydrogen evolution reaction electrode. The Al–NiP2 NSs/CFP electrode exhibits superior hydrogen evolution activity with a low overpotential of 58 mV to achieve 10 mA cm−2 in 0.5 m H2SO4. In particular, it even exhibits better electrochemical performance than commercial Pt/C electrodes at high current densities. Theoretical calculations indicate that Al dopants can alter the electronic structures and optimize the hydrogen adsorption free energy of NiP2. The superhydrophilic and aerophobic surface favors the H2 bubbles release from the electrocatalyst surface and promotes the hydrogen evolution reaction (HER) performance at high current densities. Potential ways to fabricate efficient non‐noble metal electrocatalyts for large‐scale industrial hydrogen production applications are provided through electronic structure engineering and surface constructing.
中文翻译：
超亲水Al掺杂的NiP2纳米片作为产氢反应的高效电催化剂
电催化剂的表面润湿性在水分解产生的氢反应的电催化中起重要作用。在这里，铝掺杂的NiP 2纳米片是在碳纤维纸上合成的（Al-NiP 2 NSs / CFP），具有超亲水和疏水的表面作为析氢反应电极。Al-NiP 2 NSs / CFP电极表现出优异的析氢活性，低电位为58 mV，可在0.5 m H 2 SO 4中达到10 mA cm -2。 。特别是在高电流密度下，它甚至比商用Pt / C电极表现出更好的电化学性能。理论计算表明，Al掺杂剂可以改变NiP 2的电子结构并优化其氢吸附自由能。超亲水和疏水的表面有利于从电催化剂表面释放H 2气泡，并在高电流密度下促进氢释放反应（HER）性能。通过电子结构工程和表面构造，提供了用于大规模工业制氢应用的有效制备非贵金属电催化剂的潜在方法。
更新日期：2019-10-03
中文翻译：
超亲水Al掺杂的NiP2纳米片作为产氢反应的高效电催化剂
电催化剂的表面润湿性在水分解产生的氢反应的电催化中起重要作用。在这里，铝掺杂的NiP 2纳米片是在碳纤维纸上合成的（Al-NiP 2 NSs / CFP），具有超亲水和疏水的表面作为析氢反应电极。Al-NiP 2 NSs / CFP电极表现出优异的析氢活性，低电位为58 mV，可在0.5 m H 2 SO 4中达到10 mA cm -2。 。特别是在高电流密度下，它甚至比商用Pt / C电极表现出更好的电化学性能。理论计算表明，Al掺杂剂可以改变NiP 2的电子结构并优化其氢吸附自由能。超亲水和疏水的表面有利于从电催化剂表面释放H 2气泡，并在高电流密度下促进氢释放反应（HER）性能。通过电子结构工程和表面构造，提供了用于大规模工业制氢应用的有效制备非贵金属电催化剂的潜在方法。
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