Electrocatalizadores de oxihidróxido de níquel-hierro con evolución de oxígeno: el papel de la incorporación...

Área de la Ciencia:

• Electroquímica y Ciencias de los Materiales.
• Centrarse en la catálisis para la conversión de energía.

Sus antecedentes:

• Los electrocatalizadores basados en níquel son cruciales para la reacción de evolución del oxígeno (OER).
• La inclusión de hierro (Fe) mejora la actividad de OER, pero el mecanismo sigue sin estar claro.
• Los estudios previos pueden ser confundidos por impurezas de Fe en electrolitos y materiales.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel del Fe en los electrocatalizadores OER basados en Ni.
• Para dilucidar los cambios electrónicos y estructurales inducidos por el Fe.
• Desarrollar un método para la purificación de electrolitos para eliminar las impurezas de Fe.

Principales métodos:

• Mediciones electroquímicas (voltametría cíclica, actividad frente al grosor).
• Conductividad eléctrica in situ y espectroscopia de fotoelectrones.
• Difracción de rayos X para el análisis estructural.
• Desarrollo de un método de purificación de electrolitos KOH utilizando Ni(OH) 2.

Principales resultados:

• El Ni(OH)2/NiOOH libre de Fe muestra características redox distintas y baja actividad OER sin Fe.
• El γ-NiOOH desordenado es más activo que el β-NiOOH cristalino; el aumento de la actividad en el β-NiOOH se debe a las impurezas de Fe.
• La adición de Fe aumenta la conductividad de la película en >30 veces, pero esto por sí solo no explica la mejora de la actividad.
• Fe probablemente ejerce un efecto de activación de transferencia de carga parcial en Ni.

Conclusiones:

• La eliminación rigurosa de impurezas de Fe es crítica para estudios precisos de catalizadores OER.
• El papel principal de Fe en los catalizadores de Ni-Fe OER es una activación de transferencia de carga parcial.
• Los hallazgos proporcionan conocimientos cruciales para el diseño de electrocatalizadores de Ni{1-x) Fe{-x) OOOH OER altamente activos.