Scission totale de l'eau par des réseaux de nanosheets à double hydroxyle superposés et exfoliés en graphdiyne

Il est d'une grande urgence de développer des électrocatalyseurs efficaces, rentables, stables et industriellement applicables pour les systèmes d'énergie renouvelable. Mais il reste peu de matériaux candidats. Ici, nous montrons un électrocatalyseur bifonctionnel, composé de réseaux de nanosheets à double hydroxyle de fer/cobalt exfoliés et intercalés en graphdiyne, poussés sur de la mousse de nickel, pour les réactions d'évolution de l'oxygène et de l'hydrogène. Les données théoriques et expérimentales ont révélé que la cinétique de transport de charge de la structure était supérieure à celle de l'hydroxyle double fer/cobalt, une condition préalable à une performance électrocatalytique améliorée. L'incorporation avec le graphdiyne a augmenté le nombre de sites catalytiquement actifs et a prévenu la corrosion, conduisant à une activité électrocatalytique et une stabilité grandement améliorées pour la réaction d'évolution de l'oxygène, la réaction d'évolution de l'hydrogène, ainsi que pour la scission totale de l'eau. Nos résultats suggèrent que l'utilisation de graphdiyne pourrait ouvrir de nouvelles voies pour la conception et la fabrication de matériaux d'électrodes efficaces, fonctionnels et intelligents, abondants sur terre, avec des applications pratiques.