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Zirconium fluoride-supported high-entropy fluoride: a catalyst for enhanced oxygen evolution reaction

  • Extended hydrogen initiatives promote the urgency of research on water splitting technologies and, therein, oxygen evolution reaction catalysts being developed. A route to access a ZrF4 supported high-entropy fluoride catalyst using a facile sol–gel route is presented. The high-entropy character of the catalyst was confirmed by scanning transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDX) as well as inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). Additional investigations on the local structure were performed using extended X-ray absorption fine structure spectroscopy (EXAFS) and pair distribution function (PDF) analysis. The catalyst shows significant potential for oxygen evolution reaction (OER) in alkaline media with a current density of 100 mA cm−2 at approximately 1.60 V, thus outperforming benchmark materials such as IrO2, despite a significant reduction in electrochemical mass loading. A potential mechanism is suggested based on free energyExtended hydrogen initiatives promote the urgency of research on water splitting technologies and, therein, oxygen evolution reaction catalysts being developed. A route to access a ZrF4 supported high-entropy fluoride catalyst using a facile sol–gel route is presented. The high-entropy character of the catalyst was confirmed by scanning transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDX) as well as inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). Additional investigations on the local structure were performed using extended X-ray absorption fine structure spectroscopy (EXAFS) and pair distribution function (PDF) analysis. The catalyst shows significant potential for oxygen evolution reaction (OER) in alkaline media with a current density of 100 mA cm−2 at approximately 1.60 V, thus outperforming benchmark materials such as IrO2, despite a significant reduction in electrochemical mass loading. A potential mechanism is suggested based on free energy calculation using DFT calculations.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Christian HeinekampORCiD, Arkendu RoyORCiD, Stephanos KarafiludisORCiD, Sourabh KumarORCiD, Ana de Oliveira Guilherme BuzanichORCiD, Tomasz M. StawskiORCiD, Aistė MiliūtėORCiD, Marcus von der AuORCiD, Mike AhrensORCiD, Thomas BraunORCiD, Franziska EmmerlingORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Materials Chemistry A
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.0 Abteilungsleitung und andere
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry (RSC)
Jahrgang/Band:13
Ausgabe/Heft:26
Erste Seite:20383
Letzte Seite:20393
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:CCMAT; HEA; OER
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1039/D4TA08664C
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-637116
ISSN:2050-7488
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:17.07.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:17.07.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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