Electrochemical oxidation and reduction reactions are fundamental in various conversion and energy storage devices. Functional materials derived from MOFs have been considered promising as electrical catalysts for ORR, HER, and OER, which can be used in Zinc-air batteries and water electrolysis. Herein, we designed a novel approach to fabricating the ultrafine Co9S8 embedded nitrogen-doped hollow carbon nanocages ( Co9S8@N-HC). The method involved a process of sulfidation of cobalt-based metal–organic frameworks (ZIF67) and then coating them with polypyrrole (PPy). PPy has notable properties such as high electrical conductivity and abundant nitrogen content, rendering it highly promising for catalytic applications. The Co9S8@ N-HC catalyst was successfully synthesized via the carbonization of CoSx@ PPy. Remarkably, the Co9S8@ N-HC catalyst demonstrated exceptional electrocatalytic activity, requiring only low overpotentials of 285 mV and 201 mV at 10 mA cm‒ 2 for OER and HER, respectively, and exhibited high activity for ORR, with an onset potential ( Eonset) of 0.923 V and half-wave potential ( E1/2) of 0.879 V in alkaline media. The electrocatalytic efficiency displayed by Co9S8@ N-HC opens a new line of research on the synergistic effect of MOF-PPy materials on energy storage and conversion.

광전기화학 성능을 향상시키기 위해 각 ZnO, ZnSe과 g-C3N4 소재의 장점을 살리도록 3성분계 적층 구조를 디자 인했다. 용액공정으로 FTO 기판위에서 ZnO 나노로드 어레이가 성장하도록 한 후 ZnO표면에 Se을 부착시켜 ZnO표면에 서 ZnSe층이 형성 되도록 이온 치환법을 도입하였다. ZnO/ZnSe 나노로드 위에 g-C3N4 층을 스핀코팅 한 후 각 층이 화 학적 접합이 되도록 질소 분위기 하에서 열처리를 하였다. AM 1.5G, 0.5 V 외부전압하에서 각 적층구조별로 광전기화학 적 전류밀도를 측정하였고 비교 결과 ZnO/ZnSe/g-C3N4 나노로드가 ZnO 및 ZnO/ZnSe 나노로드에 비하여 보다 높은 광 전류 밀도가 측정되었다. 수직 정렬된 ZnO 육각 프리즘형태는 큰 비표면적과 축 방향을 따라 전자 흐름을 원활히 하고, ZnSe 층은 비표면적과 광흡수 범위를 더욱 넗히는 효과를 가져왔다. 이로 인하여 ZnO/ZnSe/g-C3N4 삼원 접합 전극의 향상된 성능은 가시광선 흡수범위 확장, 전하 분리 강화 및 전자 전도도 향상으로 인한 시너지 효과에 기인되는 것으로 판단된다.