酸素の電気化学的進化のために金で支えられたコバルト酸化物の活性強化
Boon Siang Yeo1, Alexis T Bell
1Chemical Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, 1 Cyclotron Road, Berkeley, California 94720, USA.
Journal of the American Chemical Society
|March 19, 2011
まとめ
金基板のコバルト酸化物膜は,酸素進化反応 (OER) の活性を著しく高めます. この発見は,効率的なエネルギー変換のための電気触媒設計に関する新しい洞察を提供します.
科学分野:
- 電気化学 電気化学について
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 表面科学とは,地表科学である.
背景:
- 酸素進化反応 (OER) は,水の分裂を含む多くのエネルギー技術にとって極めて重要です.
- OERのための効率的で費用対効果の高い電気触媒の開発は大きな課題です.
- コバルト酸化物は有望なOER触媒ですが,その性能は基板に依存することがあります.
研究 の 目的:
- コバルト酸化物フィルムにおける電気化学的酸素進化反応 (OER) を調査する.
- 異なる金属基板がOER活動に及ぼす影響を調査する.
- 強化されたOERパフォーマンスの背後にあるメカニズムを理解するために.
主な方法:
- 表面形態学のスキャン電子顕微鏡 (SEM) について.
- 線形スイープ電圧計 (LSV) と電気化学活動のクロノアンペロメトリー.
- In situ 表面強化ラーマン光譜法 (SERS) を運用中の分析に使用する.
- 実験は0.1MKOH電解液で実施した.
主要な成果:
- Au基板のコバルト酸化物は,散発コバルト酸化物と比較して40倍高いOERのターンオーバー頻度を示しました.
- OERの活動は,基質の電子負性によって減少した: Au > Pt > Pd > Cu > Co.
- Auのコバルト酸化物は,OERのバルクイリジウムよりもほぼ3倍に活発でした.
- In situ SERSで示されたコバルト酸化物は,OER中にCo(3) O(4) からCoO(OH) に変換される.
結論:
- 基板の選択はコバルト酸化物のOER性能に大きく影響し,ゴールドが優れている.
- 黄金に関するOER活動の強化は,活発なCo ((IV) サイトのより高い比率に起因する.
- 提案されたメカニズムは,OERプロセスの促進におけるCo ((IV) カチオンの役割を強調しています.
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