A Class of (Pd–Ni–P) Electrocatalysts for the Ethanol Oxidation Reaction in Alkaline Media

过电位 催化作用 塔菲尔方程 化学 乙醇 无机化学 电催化剂 透射电子显微镜 核化学 材料科学 电化学 电极 纳米技术 物理化学 有机化学
作者
Rongzhong Jiang,Dat T. Tran,Joshua P. McClure,Deryn Chu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:4 (8): 2577-2586 被引量:180
标识
DOI:10.1021/cs500462z
摘要

A class of Pd–Ni–P electrocatalysts are prepared for the ethanol electrooxidation reaction (EOR). X-ray diffraction and transmission electron microscope reveal that the synthesized Pd–Ni–P catalyst possesses a more amorphous structure with smaller particle sizes when compared with a Pd–Ni sample without P and a control Pd black (Pd-blk) sample. The Pd–Ni–P catalyst contains double the number of electrocatalytically active sites (12.03%) compared with the Pd–Ni (6.04%) and Pd-blk (5.12%) samples. For the EOR, the Pd–Ni–P catalyst has the lowest onset potential (−0.88 V vs SCE), the most negative peak potential (−0.27 V vs SCE), and the highest EOR activity in 0.1 M KOH solution. Moreover, a 110 mV decrease in overpotential is observed for the EOR on the Pd–Ni–P catalyst compared with the Pd-blk catalyst. A Tafel slope of 60 mV/dec at low polarization potentials (<−0.76 V vs SCE) was obtained for EOR at a Pd–Ni–P-coated electrode with a reaction rate constant of 2.8 × 10–4 cm·S–1·M–1 at −0.3 V vs SCE in KOH media. Finally, we find that the electrooxidation of ethanol on the Pd–Ni–P catalyst undergoes a 4-electron process to acetate.
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