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Enregistrement W2340863595 · doi:10.1149/ma2016-01/29/1440

Activity and Stability of Pure and Modified Coooh for the Oxygen Evolution Reaction in an Alkaline Medium

2016· article· en· W2340863595 sur OpenAlexaboutno aff
Zhu Chen, Coleman X. Kronawitter, Bruce E. Koel

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueCatalytic Processes in Materials Science
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOverpotentialOxygen evolutionCatalysisOxideMaterials scienceChemical engineeringWater splittingTransition metalCobaltInorganic chemistryChemistryMetallurgyElectrochemistryElectrodePhysical chemistryOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The oxygen evolution reaction (OER) plays a critical role in numerous energy conversion devices such as water splitting cells, metal-air batteries, and fuel cells. However, the high overpotential and sluggish kinetics associated with the OER greatly reduces the efficiency of these devices. To date, ruthenium oxide is considered the most active catalyst for OER, but its high cost and low abundance has prevented its large-scale application as an OER catalyst.[1] Thus, active, stable, and affordable OER catalysts are highly sought after. Among the various non-noble metal catalysts, transition metal oxyhydroxides such as NiOOH and Ni-doped FeOOH have recently attracted much attention owing to their high OER activity.[2] In addition, based on recent calculations and in situ studies, oxyhydroxides have been proposed to be the stable phase for cobalt-based oxide catalysts in alkaline conditions under OER-relevant potentials.[3,4] As a result, understanding the activity and stability of oxyhydroxides in alkaline conditions is important to aid in the design and optimization of OER catalysts. In this study, we investigate the chemical composition and structure of pure and modified CoOOH and their correlation to the activity and stability of the OER. Pure CoOOH samples were prepared using a chemical bath deposition technique followed by chemical oxidation. [5] To modify CoOOH with Ni and Mn, wet impregnation was carried out prior to chemical oxidation. All the CoOOH samples were grown on a stainless steel mesh substrate and have a nanowire morphology (Figure 1). The nanowire-on-stainless steel mesh design serves two purposes: it ensures excellent electrical contact and improves the active surface area of the electrode. All electrodes prepared by this method were characterized by using electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy prior to and after electrochemical testing. OER activity was investigated in a three electrode cell in 0.1 M KOH. Based on steady-state linear sweep voltammetry, Ni-modified CoOOH samples showed greatly improved OER activity, and the increase in performance is correlated with higher Ni content (Figure 1). On the other hand, Mn modification showed no effect on the OER activity of CoOOH. Using electrochemical impedance spectroscopy, Ni modification of CoOOH lowered the charge transfer resistance, whereas Mn modification did not. Ni-modified CoOOH samples exhibited lower Tafel slopes compared to pure CoOOH samples. This suggests a difference in the reaction rate-determining step between pure and Ni-modified CoOOH. X-ray photoelectron spectroscopy of the CoOOH samples before and after stability testing revealed lower OH content in the surface region after testing and the loss of surface OH increased with higher applied potential. Acknowledgment This material is based upon work supported by the National Science Foundation under Grant No. CHE-1465082. ZC acknowledges support by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) Postgraduate Scholarship. References [1] Y. Lee, J. Suntivich, K. J. May, E. E. Perry, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3, 399-404. [2] M. W. Louie, A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 12329-12337. [3] M. Bajdich, M. Garcia-Mota, A. Vojvodic, J. K. Norskov and A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 13521-13530. [4] B. S. Yeo, A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5587-5593. [5] D. Lee, J.-Y. Choi, K. Feng, H. W. Park, Z. Chen, Adv. Energy Mater., 2014, 4, 1301389. Figure 1 (Top) SEM image of a CoOOH sample and (Bottom) linear sweep voltammetry of pure and Ni-modified CoOOH. The inset in the bottom panel shows Nyquist plots for pure and Ni-modified CoOOH. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,002

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,028
Tête enseignante GPT0,277
Écart entre enseignants0,249 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
Routes d'admission1
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