溶液造金属氧化物薄膜电催化剂用于氧气演变
Lena Trotochaud1, James K Ranney, Kerisha N Williams
1Department of Chemistry and the Center for Sustainable Materials Chemistry, University of Oregon, Eugene, Oregon 97403, USA.
Journal of the American Chemical Society
|September 21, 2012
概括
我们开发了用于氧化水的薄膜金属氧化物催化剂,这是生产燃料的关键步骤. 氧化-铁氧化薄膜显示出最高的活性,性能优于氧化,并为清洁能源技术提供了有前途的途径.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 水的氧化对于通过水的分裂来生产燃料至关重要.
- 开发高效的电催化剂对于推进水分技术至关重要.
- 薄膜电极为研究和应用电催化材料提供了优势.
研究的目的:
- 为氧化演化反应 (OER) 电催化合成和表征各种薄膜金属氧化物.
- 评估这些薄膜在基本介质中的OER活动和电化学特性.
- 了解控制水氧化催化物的结构-活性关系.
主要方法:
- 在~2-3纳米厚度的金属氧化物薄膜 (NiOx,CoOx,Ni(y) Co(1-y) Ox,Ni(0.9) Fe(0.1) 的溶液合成中Ox,IrOx,MnOx,FeOx).
- 薄膜结构和组成的表征.
- 电化学测量包括石英晶体微重力测量,电压测量和塔菲尔分析.
主要成果:
- (0.9) 铁 (0.1) 氧薄膜表现出最高的OER活性,在336mV超电位下达到10mAcm (-2) 在30mV dec (-1) 面板斜率下.
- (0.9) 铁 (0.1) 氧催化剂的活性比IrOx高出一个数量级,相当于最先进的OER催化剂.
- 在现场观察到活性层Ni{0.9}Fe{0.1}OOH氧化物种的形成,Ni原子的电化学利用率很高.
- 与协同效应的预期相反,Ni (y) Co (y) 1-y) 氧膜的活性随着含量增加而下降,这是由于抑制了活性氧化氧化物形成.
结论:
- (0.9) 铁 (0.1) 氧薄膜是基本介质中氧化水的高度活跃和高效的电催化剂.
- 增强的性能与特定层次的氧化氧化物结构的现场形成有关.
- 这些基于Ni的催化剂提供了一个有希望的,易于合成的材料,用于集成到太阳能水分裂或电解系统中.

