酸素発生反応および水素発生反応（OERおよびHER）の両方において安価で高効率かつ安定な電極触媒を開発することは、水分解技術の大規模実装を実現する上で非常に意義があることです。 ここでは、硫化コバルト（CoSx）中空ナノ球（HNS）の相・組成制御による合成と、アルカリ媒体中での水素・酸素発生反応触媒の効率について報告する。 二硫化炭素と酢酸コバルトのモル比を調整することにより、Co9S8, Co3S4, CoS2 という3種類の CoSx HNS を、溶液を用いた簡便な手法で精密に合成することができた。 電気化学反応の結果、調製したCoS2 HNSは1.0 M KOHにおいてCo9S8およびCo3S4 HNSよりも優れたOERおよびHER触媒性能を示し、10 mA cm-2でOERは290 mV、HERは193 mV、それぞれ57および100 mV dec-1のTafel slopeとなることが明らかになった。 さらに、CoS2 HNSは、RuO2やPt/Cの貴金属触媒よりも優れた長期間の触媒耐久性を示すことがわかった。 さらに、CoS2 HNSをアノードおよびカソード材料として用いたアルカリ性電解槽は、60℃において1.54Vという低いセル電圧で10mA cm-2を達成し、全体の水分解効率を100％とすることができた。 さらなる分析により、Con+活性サイトの表面形態、結晶構造および配位環境の組み合わせが、合成された二元系CoSxのHER/OER活性を決定することが示され、これは、高効率水素および酸素関与型電極触媒のための遷移金属カルコゲニドの合理的設計への洞察を与えるだろう
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