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biomimetic Fe_(7)S_(8)/Carbon electrocatalyst from[FeFe]-Hydrogenase for improving pH-Universal electrocatalytic hydrogen production Special Collection:Aggregation-Induced Processes and Functions

Aggregate

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Aggregate 2024年第1期5卷 451-459页

作者： Dohun Kim Subramani Surendran Sejin Im Jaehyoung Lim Kyoungsuk Jin Ki Tae Nam Uk Sim Department of Energy Science&Engineering Daegu Gyeongbuk Institute of Science&Technology(DGIST)DaeguRepublic of Korea Hydrogen Energy Technology Laboratory Korea Institute of Energy Technology(KENTECH)NajuRepublic of Korea Department of Chemistry Korea UniversitySeoulRepublic of Korea Department of Materials Science and Engineering Seoul National UniversitySeoulRepublic of Korea

Efficient and cost-effective electrocatalysts that can operate across a wide range of pH conditions are essential for green hydrogen *** by biological systems,Fe_(7)S_(8)nanoparticles incorporated on polydopamine matrix electrocatalyst were synthesized by co-precipitation and annealing *** resulting Fe_(7)S_(8)/C electrocatalyst possesses a three-dimensional structure and exhibits enhanced electrocatalytic performance for hydrogen production across various pH ***,the Fe_(7)S_(8)/C electrocatalyst demonstrates exceptional activity,achieving low overpotentials of 90.6,45.9,and 107.4 mV in acidic,neutral,and alkaline environments,*** impedance spectroscopy reveals that Fe_(7)S_(8)/C exhibits the lowest charge transfer resistance under neutral conditions,indicating an improved proton-coupled electron transfer ***-wave electron paramagnetic resonance results confirm a change in the valence state of Fe from 3+to 1+during the hydrogen evolution reaction(HER).These findings closely resemble the behavior of natural[FeFe]-hydrogenase,known for its superior hydrogen production in neutral *** remarkable performance of our Fe_(7)S_(8)/C electrocatalyst opens up new possibilities for utilizing bioinspired materials as catalysts for the HER.

关键词： biomimetic electrocatalyst hydrogen production renewable energy

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