Syntéza dutých nanosfér sulfidu kobaltu s řízenou fází a složením pro elektrokatalytické štěpení vody – Nanoscale (RSC Publishing)

Vývoj levných, vysoce účinných a stabilních elektrokatalyzátorů pro reakce štěpení kyslíku i vodíku (OER a HER) má mimořádný význam pro realizaci technologie štěpení vody ve velkém měřítku. V tomto článku uvádíme fázově a složením řízenou syntézu dutých nanosfér (HNS) sulfidu kobaltu (CoSx) a jejich katalytickou účinnost pro reakce evoluce vodíku a kyslíku v alkalickém prostředí. Tři sloučeniny CoSx, tj. Co9S8, Co3S4 a CoS2 HNSs, byly přesně syntetizovány jednoduchou úpravou molárního poměru disulfidu uhlíku a octanu kobaltnatého pomocí jednoduché strategie založené na roztoku. Elektrochemické výsledky ukazují, že takto připravené CoS2 HNS vykazují lepší OER a HER katalytický výkon než Co9S8 a Co3S4 HNS v 1,0 M KOH, s overpotenciály 290 mV pro OER a 193 mV pro HER při 10 mA cm-2 a odpovídajícími Tafelovými sklony 57, resp. 100 mV dec-1. HNS CoS2 navíc vykazují pozoruhodnou dlouhodobou katalytickou trvanlivost, která dokonce předčí katalyzátory z drahých kovů RuO2 a Pt/C. Navíc alkalický elektrolyzér sestavený s použitím CoS2 HNSs jako anodového i katodového materiálu může dosáhnout 10 mA cm-2 při nízkém napětí článku 1,54 V při 60 °C s faradickou účinností 100 % pro celkové štěpení vody. Další analýza ukazuje, že povrchová morfologie, krystalografická struktura a koordinační prostředí aktivních míst Con+ v kombinaci určují HER/OER aktivity v syntetizované binární řadě CoSx, což by poskytlo vhled do racionálního návrhu chalkogenidů přechodných kovů pro vysoce účinnou elektrokatalýzu s využitím vodíku a kyslíku

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.