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High CO2 reduction activity on AlCrCoCuFeNi multi-principal element alloy nanoparticle electrocatalysts prepared by means of pulsed laser ablation

  • Noble metal-free nanoparticles (NPs) based on multi-principal element alloys (MPEAs) were synthesized using a one-step pulsed laser ablation in liquids (PLALs) method for the electrochemical reduction of CO2. Laser ablation was performed in pure water or poly-(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC)-containing an aqueous solution of Al8Cr17Co17Cu8Fe17Ni33 MPEA targets. Transmission electron microscopy (TEM) measurements combined with energy dispersive X-ray (EDX) mapping were used to characterize the structure and composition of the laser-generated MPEA nanoparticles (MPEA-NPs). These results confirmed the presence of a characteristic elemental distribution of a core-shell phase structure as the predominant NP species. The electrocatalytic performance of the laser-generated MPEA-NPs was characterized by linear sweep voltammetry (LSV) demonstrating an enhanced electrocatalytic CO2 activity for PDADMAC-stabilized NPs. The findings of these investigations indicate that MPEAs haveNoble metal-free nanoparticles (NPs) based on multi-principal element alloys (MPEAs) were synthesized using a one-step pulsed laser ablation in liquids (PLALs) method for the electrochemical reduction of CO2. Laser ablation was performed in pure water or poly-(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC)-containing an aqueous solution of Al8Cr17Co17Cu8Fe17Ni33 MPEA targets. Transmission electron microscopy (TEM) measurements combined with energy dispersive X-ray (EDX) mapping were used to characterize the structure and composition of the laser-generated MPEA nanoparticles (MPEA-NPs). These results confirmed the presence of a characteristic elemental distribution of a core-shell phase structure as the predominant NP species. The electrocatalytic performance of the laser-generated MPEA-NPs was characterized by linear sweep voltammetry (LSV) demonstrating an enhanced electrocatalytic CO2 activity for PDADMAC-stabilized NPs. The findings of these investigations indicate that MPEAs have great potential to replace conventional, expensive noble metal electrocatalysts.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:H. Pérez Blanes, P. Ghiasi, J. Sandkühler, Yasemin Yesilcicek, Simone Pentzien, Andrea Conradi, Carsten Prinz, Dominik Al-Sabbagh, Andreas.F. Thünemann, Ozlem Ozcan, Julia WittORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Materials Research and Technology
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.2 Material- und Oberflächentechnologien
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik
6 Materialchemie / 6.5 Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier BV
Jahrgang/Band:24
Erste Seite:9434
Letzte Seite:9440
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:CCMat; Carbon dioxide reduction; Chemically Complex Materials; Electrocatalysis; Multi-principal element alloys; Pulsed laser ablation
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Elektrische Energiespeicher und -umwandlung
Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1016/j.jmrt.2023.05.143
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-594018
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:23.01.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:23.01.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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