The role of Cr doping in Ni Fe oxide/(oxy)hydroxide electrocatalysts for oxygen evolution

过电位 析氧 催化作用 电催化剂 电化学 氧化物 无机化学 氢氧化物 材料科学 循环伏安法 溶解 化学工程 化学 电极 冶金 物理化学 生物化学 工程类
作者
Dongyu Xu,Michaela Burke Stevens,Yichuan Rui,Giovanni DeLuca,Shannon W. Boettcher,Elsa Reichmanis,Yaogang Li,Qinghong Zhang,Hongzhi Wang
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier]
卷期号:265: 10-18 被引量:104
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2018.01.143
摘要

Efficient and earth-abundant electrocatalysts for water oxidation are essential for renewable and sustainable energy conversion technologies. And Ni(Fe)OxHy especially attractive as a state-of-the-art best candidate catalyst for efficient electrochemical oxygen evolution reaction (OER). In previous research, Cr has been reported could benefit the Ni(Fe)OxHy catalysts with conflicting mechanism. Here, a series of ternary (Ni, Fe and Cr) amorphous metal oxide catalysts for OER are synthesized via a simple thermal decomposition method. We show that Ni0.6Fe0.3Cr0.1Ox has a turnover frequency of 0.046 ± 0.004 s−1 at 300 mV overpotential which is ∼31% more active than an analogous Ni0.6Fe0.4Ox film, 0.035 ± 0.007 s−1, in 0.1 M KOH media. Using electrochemical voltammetry and AC impedance analysis, we demonstrate that Cr increases the number of electrochemically available active sites, as a pore forming agent, but does not affect the intrinsic per metal atom activity. We find that the Cr begins to leach immediately upon electrochemical testing, and the Cr is almost completely depleted after a 24 h stability test. Importantly, along with the decreased content of Cr, the catalyst activity is further promoted. Although the Cr itself may not be responsible for the improvement, its dissolution results in an ideal type of pore and/or active sites. We further optimize the deposition of high-surface-area and high-mass-loading Ni0.6Fe0.3Cr0.1Ox on carbon-cloth electrodes and demonstrate an overpotential as low as 251 mV at 10 mA cm−2 in 1 M KOH.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界应助CUI采纳,获得10
刚刚
思源应助咖啡豆采纳,获得10
刚刚
Orange发布了新的文献求助10
1秒前
SciGPT应助感谢帮助采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
微不足道发布了新的文献求助10
2秒前
所所应助烂漫薯片采纳,获得10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
诺曼完成签到,获得积分10
3秒前
AIBL发布了新的文献求助10
4秒前
sugar完成签到,获得积分10
4秒前
suda发布了新的文献求助10
5秒前
小野猫完成签到,获得积分20
5秒前
yuhao完成签到 ,获得积分10
6秒前
意羡完成签到 ,获得积分10
6秒前
尔槐完成签到,获得积分10
7秒前
陈柏彤发布了新的文献求助10
7秒前
tomorrow827发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
汉堡包应助调皮蛋采纳,获得10
10秒前
科研小怪兽应助马敬丽采纳,获得10
10秒前
yjf发布了新的文献求助10
11秒前
周子博发布了新的文献求助10
11秒前
赵玉珊完成签到,获得积分10
12秒前
SJD完成签到,获得积分0
12秒前
梁羽生发布了新的文献求助30
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
善学以致用应助cell采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
cwnboy2008完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
zg完成签到,获得积分10
14秒前
David发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
fanatic完成签到,获得积分10
14秒前
Nhyyy发布了新的文献求助10
14秒前
无极微光应助文艺谷蓝采纳,获得20
16秒前
陈柏彤完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5727674
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5309608
关于积分的说明 15311894
捐赠科研通 4875130
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2618553
邀请新用户注册赠送积分活动 1568241
关于科研通互助平台的介绍 1524919