Los sitios reactivos de Fe en el hidróxido de Ni/Fe (óxido) son responsables de la actividad excepcional de...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los oxihidróxidos de níquel-Fe (Ni(Fe) O_xH_y) son catalizadores muy activos para la reacción de evolución del oxígeno (OER).
• El papel exacto del hierro (Fe) en la mejora del rendimiento de la OER sigue siendo incompleto.
• Comprender la función del Fe es crucial para diseñar electrocatalizadores más eficientes.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar las distintas funciones de las diferentes especies de hierro dentro de los catalizadores de Ni (Fe) O_xH_y.
• Determinar si el Fe a granel o localizado contribuye a la mejora de la actividad OER.
• Para aclarar la relación entre la incorporación de Fe, la voltametría de Ni y el rendimiento catalítico.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de los materiales Ni ((Fe) O_xH_y.
• Mediciones electroquímicas, incluida la voltametría cíclica, para evaluar la actividad de la OER.
• Análisis para diferenciar entre las especies de Fe a granel y las asociadas a la superficie/defecto.

Principales resultados:

• Se identificaron dos tipos de especies de Fe: Fe rápidamente incorporado en los bordes/defectos y Fe a granel que sustituye al Ni.
• Las especies de Fe incorporadas rápidamente son directamente responsables de la actividad OER mejorada.
• La sustitución de Fe a granel influye en la voltametría del níquel observada, pero no en la mejora intrínseca del OER.

Conclusiones:

• La excepcional actividad OER de Ni{\Fe}O_xH_y se atribuye al Fe en sitios locales (bordes/defectos), no al Fe sustituido en la masa.
• Las propiedades voltamétricas de los cationes de Ni no explican únicamente el alto rendimiento del catalizador.
• La estructura atómica local y los sitios de defectos son factores críticos para la catálisis de OER superior en Ni{\displaystyle Ni}