Steel-based electrocatalysts for efficient and durable oxygen evolution in acidic media

析氧 阳极 线性扫描伏安法 电解 电化学 材料科学 电解水 分解水 氧气 合金 贵金属 阳极氧化 化学工程 电解质 电极 冶金 循环伏安法 催化作用 化学 金属 生物化学 有机化学 物理化学 光催化 工程类
作者
Helmut Schäfer,Karsten Küpper,Mercedes Schmidt,Klaus Müller‐Buschbaum,Johannes Stangl,Diemo Daum,Martin Steinhart,Christine Schulz-Kölbel,Weijia Han,J. Wollschläger,Ulrich Krupp,Peilong Hou,Xiaogang Liu
出处
期刊:Catalysis Science & Technology [Royal Society of Chemistry]
卷期号:8 (8): 2104-2116 被引量:39
标识
DOI:10.1039/c7cy02194a
摘要

High overpotentials, particularly an issue of common anode materials, hamper the process of water electrolysis for clean energy generation. Thanks to immense research efforts up to date oxygen evolution electrocatalysts based on earth-abundant elements work efficiently and stably in neutral and alkaline regimes. However, non-noble metal-based anode materials that can withstand low pH regimes are considered to be an indispensable prerequisite for the water splitting to succeed in the future. All oxygen evolving electrodes working durably and actively in acids contain Ir at least as an additive. Due to its scarcity and high acquisition costs noble elements like Pt, Ru and Ir need to be replaced by earth abundant elements. We have evaluated a Ni containing stainless steel for use as an oxygen-forming electrode in diluted H2SO4. Unmodified Ni42 steel showed a significant weight loss after long term OER polarization experiments. Moreover, a substantial loss of the OER performance of the untreated steel specimen seen in linear sweep voltammetry measurements turned out to be a serious issue. However, upon anodization in LiOH, Ni42 alloy was rendered in OER electrocatalysts that exhibit under optimized synthesis conditions stable overpotentials down to 445 mV for 10 mA cm-2 current density at pH 0. Even more important: The resulting material has proven to be robust upon long-term usage (weight loss: 20 mug/mm2 after 50 ks of chronopotentiometry at pH 1) towards OER in H2SO4. Our results suggest that electrochemical oxidation of Ni42 steel in LiOH (sample Ni42Li205) results in the formation of a metal oxide containing outer zone that supports solution route-based oxygen evolution in acidic regime accompanied by a good stability of the catalyst.

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
风清扬应助陈晓迪1992采纳,获得30
3秒前
3秒前
木木康完成签到,获得积分10
3秒前
阔达的沛儿完成签到,获得积分10
3秒前
8秒前
杨惠子发布了新的文献求助10
8秒前
美丽人生完成签到 ,获得积分10
9秒前
叫我小橙完成签到 ,获得积分10
11秒前
陈晓迪1992完成签到,获得积分10
12秒前
4100发布了新的文献求助10
13秒前
在水一方应助橙子采纳,获得30
14秒前
lkymxt完成签到,获得积分10
14秒前
莴苣完成签到,获得积分10
15秒前
贪玩语蓉完成签到,获得积分10
16秒前
脑洞疼应助饱满冰安采纳,获得10
19秒前
22秒前
22秒前
沙克几十块完成签到,获得积分10
25秒前
111完成签到,获得积分10
26秒前
橘子的哈哈怪完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
29秒前
顾矜应助长安宁采纳,获得10
32秒前
热情寄文发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
Ahui完成签到 ,获得积分10
35秒前
B_lue完成签到 ,获得积分10
35秒前
森宝完成签到,获得积分10
36秒前
铁浮屠发布了新的文献求助10
36秒前
林子发布了新的文献求助10
37秒前
dappy完成签到 ,获得积分10
37秒前
欧拉发布了新的文献求助30
38秒前
难过的谷芹应助Rqbnicsp采纳,获得10
41秒前
迷人绿柏完成签到 ,获得积分10
42秒前
CipherSage应助热情寄文采纳,获得10
43秒前
林子完成签到,获得积分10
44秒前
jhxie完成签到,获得积分10
44秒前
LL完成签到,获得积分10
45秒前
欧拉完成签到,获得积分10
47秒前
47秒前
高分求助中
Psychopathic Traits and Quality of Prison Life 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6451332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8263235
关于积分的说明 17606885
捐赠科研通 5516127
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2903667
邀请新用户注册赠送积分活动 1880634
关于科研通互助平台的介绍 1722651