Heteroestrutura de Sulfeto de Cobalto/Sulfeto de Níquel Crescida Diretamente em Espuma de Níquel: Um Eletrocatalisador Eficiente e Durável para Aplicação de Divisão Geral da Água

A fabricação de eletrocatalisadores bifuncionais de alto desempenho livres de metais nobres para a reação de evolução de hidrogênio (HER) e a reação de evolução de oxigênio (OER) em água é uma estratégia promissora para uma futura economia neutra em carbono. Neste estudo, foi realizada uma síntese hidrotermal em um único pote da heteroestrutura de sulfeto de cobalto/sulfeto de níquel suportada por espuma de níquel (CoS x /Ni 3 S 2 @NF). A espuma de Ni atuou como o substrato condutor tridimensional, além de ser a fonte de níquel para Ni 3 S 2. A formação de CoS x /Ni 3 S 2 @NF foi confirmada por difração de raios X e espectroscopia de fotoelétrons X. A formação de CoS x /Ni 3 S 2 @NF facilitou o transporte de carga e exibiu um efeito eletrocatalítico sinérgico em relação a HER, OER e à divisão geral da água em meio alcalino. Notavelmente, CoS x /Ni 3 S 2 @NF mostrou atividade catalítica comparável à dos eletrocatalisadores de referência Pt/C e RuO 2. Para CoS x /Ni 3 S 2 @NF, foram necessários sobrepotenciais de 204 e 280 mV para alcançar densidades de corrente de 10 e 20 mA cm –2 para HER e OER, respectivamente, em solução de KOH 1.0 M. Um sistema de dois eletrodos foi formulado para a reação de divisão geral da água, que mostrou densidades de corrente de 10 e 50 mA cm –2 a 1.572 e 1.684 V, respectivamente. O catalisador preparado exibiu excelente durabilidade nas condições de catálise de HER e OER e também na operação de divisão geral da água. Portanto, CoS x /Ni 3 S 2 @NF pode ser um promissor eletrocatalisador livre de metais nobres para a aplicação de divisão geral da água.