Nitrogen-doped Fe7S8 as highly efficient electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction

文献情報

出版日 2023-10-10
DOI 10.1039/D3CC03376G
インパクトファクター 6.222
著者

Shuwen Niu, Gongming Wang, Junfa Zhu


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要旨

The high unoccupied d band energy of FeS2 basically results in weak orbital coupling with water molecules, consequently leading to sluggish water dissociation kinetics. Herein, we demonstrate that the N-induced doping effect and phase transition engineering (FeS2 to N-Fe7S8) can downshift the unoccupied d orbitals and strengthen the interfacial orbital coupling to boost the water dissociation kinetics. The fabricated N-Fe7S8/carbon cloth (CC) displays superb hydrogen evolution reaction performance with a low overpotential (89 mV at 10 mA cm−2) and small Tafel slope (105 mV dec−1) under alkaline conditions. It is revealed that the electronic structure of Fe is modulated by N doping and phase transition. The downshifted d band energy can strengthen water adsorption and reduce the energy barrier of water dissociation. Our work provides a new strategy to modify metal sulfide electrocatalysts for electrochemical energy conversion.

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