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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-536050

Particle size-controlled synthesis of highperformance MnCo-based materials for alkaline OER at fluctuating potentials

  • For the large-scale generation of hydrogen via water electrolysis the design of long term stable and active catalysts for the oxygen evolution reaction (OER) remains a key challenge. Most catalysts suffer from severe structural corrosion that becomes even more pronounced at fluctuating potentials. Herein, MnCo based cubic particles were prepared via a hydrothermal approach, in which the edge length of the micron-sized particles can be controlled by changing the pH value of the precursor solution. The cubes are composed of varying amounts of MnCo2O4, CoCO3 and a mixed (Mn/Co)CO3 phase. Structure–activity relationships were deduced revealing a volcano-type behavior for the intrinsic OER activity and fraction of spinel oxide phase. A low overpotential of 0.37 V at 10 mA cm−2 and a stability of more than 25 h was achieved in 1.0 M KOH using a rotating disc electrode (RDE) setup. The best performing catalyst material was successfully tested under dynamic process conditions for 9.5 h andFor the large-scale generation of hydrogen via water electrolysis the design of long term stable and active catalysts for the oxygen evolution reaction (OER) remains a key challenge. Most catalysts suffer from severe structural corrosion that becomes even more pronounced at fluctuating potentials. Herein, MnCo based cubic particles were prepared via a hydrothermal approach, in which the edge length of the micron-sized particles can be controlled by changing the pH value of the precursor solution. The cubes are composed of varying amounts of MnCo2O4, CoCO3 and a mixed (Mn/Co)CO3 phase. Structure–activity relationships were deduced revealing a volcano-type behavior for the intrinsic OER activity and fraction of spinel oxide phase. A low overpotential of 0.37 V at 10 mA cm−2 and a stability of more than 25 h was achieved in 1.0 M KOH using a rotating disc electrode (RDE) setup. The best performing catalyst material was successfully tested under dynamic process conditions for 9.5 h and shows a superior catalytic activity as anode for the Overall water splitting in an electrolyser setup in 1.0 M KOH at 333 K compared to a reference NiCo-spinel catalyst.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:C. Broichert, M. Klingenhof, M. FrischORCiD, S. Dresp, N.M. Kubo, J. Artz, Jörg RadnikORCiD, S. Palkovits, A.K. BeineORCiD, P. StrasserORCiD, R. PalkovitsORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Catalysis Science and Technology
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Jahrgang/Band:11
Ausgabe/Heft:12
Erste Seite:7278
Letzte Seite:7286
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:Oxygen evolution reaction; Structure activity relationships; Water electrolysis
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Energie
Energie / Wasserstoff
Material
Material / Nano
DOI:10.1039/d1cy00905b
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-536050
ISSN:2044-4753
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:25.10.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:25.10.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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