Highly Accelerated Mass Transport within Jungle-Gym-Type Ir Electrocatalyst for Water Electrolyzers
Notice bibliographique
Résumé
Hydrogen is an efficient and clean energy carrier, as well as a fuel for transportation and various other applications. Polymer electrolyte membrane water electrolysis (PEMWE) has shown to be a promising method for producing pure hydrogen without significant additional compression.[1] However, understanding the relationship between nanostructure and activity is one of the current challenges faced by water electrolysis for analyzing and improving IrOx-based catalysts for the OER. Herein, in order to confirm the effect of controlling the nanostructure, jungle-gym-structured Ir OER catalysts were fabricated using solvent-assisted nanotransfer printing (S-nTP). They are composed of vertically stacked nanowire array with a periodicity. They showed 4 higher mass activity than that of iridium black powder(2-4 nm in diameter). To measure the electrochemically active surface area, the integrated surface charge was calculated from the cyclic voltammetry in the range of 1.0 – 1.4 V vs RHE. The jungle-gym-type Ir catalyst recorded 2.3 times higher integrated surface charge compared to that of iridium black powder. If the mass activity is normalized by the integrated surface charge, turnover frequency (TOF) can be calculated, which is associated with the specific current density per electrochemically active surface area. [2] TOF values 1.8 times higher than iridium black were observed in the case of jungle-gym-structured one. The efficiency of the catalyst utilization has been maximized due to the novel structure, achieving a high ratio of surface area to the mass of the structure as high as that of Ir Black catalysts. Moreover, the jungle-gym nanostructure within the catalyst layer enhanced the intrinsic activity of the catalyst due to the accelerated mass transport within the catalyst layer. Reference [1] Aricò, A. S., et al. "Polymer electrolyte membrane water electrolysis: status of technologies and potential applications in combination with renewable power sources." Journal of Applied Electrochemistry 2 (2013): 107-118. [2] Abbott, Daniel F., et al. "Iridium oxide for the oxygen evolution reaction: correlation between particle size, morphology, and the surface hydroxo layer from operando XAS." Chemistry of Materials 18 (2016): 6591-6604.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».