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Nested hollow architectures of nitrogen-doped carbon-decorated Fe,Co,Ni-based phosphides for boosting water and urea electrolysis

引用

Nano Research 2022年第3期15卷 1916-1925页

作者： Jie Zhang Shoushuang Huang Ping Ning Peijun Xin Zhiwen Chen Qing Wang Kajsa Uvdal Zhangjun Hu Shanghai Applied Radiation Institute School of Environmental and Chemical EngineeringShanghai UniversityShanghai 200444China Division of Molecular Surface Physics&Nanoscience Department of PhysicsChemistry and BiologyLinköping UniversityLinköping 58183Sweden

Tailoring the nanostructure/morphology and chemical composition is important to regulate the electronic configuration of electrocatalysts and thus enhance their performance for water and urea electrolysis.Herein,the nitrogen-doped carbon-decorated tricomponent metal phosphides of FeP4 nanotube@Ni-Co-P nanocage(NC-FNCP)with unique nested hollow architectures are fabricated by a self-sacrifice template strategy.Benefiting from the multi-component synergy,the modification of nitrogen-doped carbon,and the modulation of nested porous hollow morphology,NC-FNCP facilitates rapid electron/mass transport in water and urea electrolysis.NC-FNCP-based anode shows low potentials of 248 mV and 1.37 V(vs.reversible hydrogen electrode)to attain 10 mA/cm^(2) for oxygen evolution reaction(OER)and urea oxidation reaction(UOR),respectively.In addition,the overall urea electrolysis drives 10 mA/cm^(2) at a comparatively low voltage of 1.52 V(vs.RHE)that is 110 mV lower than that of overall water electrolysis,as well as exhibits excellent stability over 20 h.This work strategizes a multi-shell-structured electrocatalyst with multi-compositions and explores its applications in a sustainable combination of hydrogen production and sewage remediation.

关键词： tri-metal phosphides nested hollow nano-architecture oxygen evolution reaction urea oxidation reaction

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