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Bi0.15Sr0.85Co0.8Fe0.2O3- perovskite: A novel bifunctional oxygen electrocatalyst with superior durability in alkaline media

双功能 电催化剂 析氧 过电位 塔菲尔方程 材料科学 钙钛矿(结构) 化学工程 无机化学 催化作用 化学 电化学 电极 物理化学 有机化学 工程类
作者
Jing Li,Fan Yang,Yunzhu Du,Xiyang Cai,Qiaodan Hu,Junliang Zhang
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:108: 158-163 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2021.09.027
摘要

Perovskite-type oxides are considered as promising alternatives to the scarce and expensive precious metal-based electrocatalysts for oxygen evolution reaction (OER) and oxygen reduction reaction (ORR). Here, we report a Bi0.15Sr0.85Co0.8Fe0.2O3-δ (BiSCF) perovskite prepared by the conventional solid-state reaction method as a novel bifunctional oxygen electrocatalyst in alkaline media. BiSCF shows excellent electrocatalytic activities towards both OER and ORR with a low OER overpotential (ηOER@10mAcm−2= 354 mV), good chemical reaction kinetics (Tafel slope = 94.21 mV dec−1 and 72.8 mV dec−1 for OER and ORR, respectively), and excellent durability (i.e., ηOER@10mAcm−2 increases from 354 mV to 404 mV within 24 h; better durability than the commercial 30 wt.% Pt/C at 0.4 V vs RHE regarding ORR). It also presents the best bifunctional property among the reported perovskites. The excellent electrocatalytic properties of BiSCF can be attributed to its abundant oxygen vacancies and rich oxidation states of Co and Fe. With high activities, excellent stability and easy fabrication, BiSCF is expected to be a promising bifunctional oxygen electrocatalyst for renewable energy conversion and storage devices.
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