清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Microkinetic Analysis of the Oxygen Evolution Performance at Different Stages of Iridium Oxide Degradation

化学 过电位 析氧 催化作用 脱质子化 电解水 循环伏安法 电催化剂 吸附 反应中间体 电解 电解质 氧化物 化学工程 氧气 无机化学 电化学 物理化学 电极 有机化学 离子 工程类
作者
Janis Geppert,Philipp Röse,Steffen Czioska,Daniel Escalera‐López,Alexey Boubnov,Erisa Saraçi,Serhiy Cherevko,Jan‐Dierk Grunwaldt,Ulrike Krewer
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (29): 13205-13217 被引量:31
标识
DOI:10.1021/jacs.2c03561
摘要

The microkinetics of the electrocatalytic oxygen evolution reaction substantially determines the performance in proton-exchange membrane water electrolysis. State-of-the-art nanoparticulated rutile IrO2 electrocatalysts present an excellent trade-off between activity and stability due to the efficient formation of intermediate surface species. To reveal and analyze the interaction of individual surface processes, a detailed dynamic microkinetic model approach is established and validated using cyclic voltammetry. We show that the interaction of three different processes, which are the adsorption of water, one potential-driven deprotonation step, and the detachment of oxygen, limits the overall reaction turnover. During the reaction, the active IrO2 surface is covered mainly by *O, *OOH, and *OO adsorbed species with a share dependent on the applied potential and of 44, 28, and 20% at an overpotential of 350 mV, respectively. In contrast to state-of-the-art calculations of ideal catalyst surfaces, this novel model-based methodology allows for experimental identification of the microkinetics as well as thermodynamic energy values of real pristine and degraded nanoparticles. We show that the loss in electrocatalytic activity during degradation is correlated to an increase in the activation energy of deprotonation processes, whereas reaction energies were marginally affected. As the effect of electrolyte-related parameters does not cause such a decrease, the model-based analysis demonstrates that material changes trigger the performance loss. These insights into the degradation of IrO2 and its effect on the surface processes provide the basis for a deeper understanding of degrading active sites for the optimization of the oxygen evolution performance.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可靠的大楚完成签到,获得积分20
15秒前
Owen应助可靠的大楚采纳,获得10
24秒前
精明纸鹤完成签到,获得积分10
24秒前
我是老大应助小鑫采纳,获得10
26秒前
无悔完成签到 ,获得积分0
29秒前
kbcbwb2002完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
飞云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小鑫发布了新的文献求助10
1分钟前
蝎子莱莱xth完成签到,获得积分10
1分钟前
氢锂钠钾铷铯钫完成签到,获得积分10
1分钟前
Square完成签到,获得积分10
1分钟前
wakawaka完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
FeelingUnreal完成签到,获得积分10
2分钟前
GHOSTagw完成签到,获得积分10
2分钟前
卜哥完成签到 ,获得积分10
3分钟前
碧菡完成签到 ,获得积分10
3分钟前
老石完成签到 ,获得积分10
3分钟前
沈惠映完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
紫熊发布了新的文献求助10
3分钟前
小鑫发布了新的文献求助100
3分钟前
3分钟前
4分钟前
纯洁的麻薯完成签到,获得积分10
4分钟前
紫熊发布了新的文献求助20
4分钟前
4分钟前
逸死完成签到 ,获得积分10
4分钟前
紫熊发布了新的文献求助20
5分钟前
玛卡巴卡爱吃饭完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
刀剑如梦发布了新的文献求助10
5分钟前
Ai完成签到,获得积分10
5分钟前
jokerhoney完成签到,获得积分0
5分钟前
自然亦凝完成签到,获得积分10
5分钟前
小蘑菇应助Shiku采纳,获得10
5分钟前
紫熊发布了新的文献求助30
5分钟前
科研通AI6.1应助刀剑如梦采纳,获得10
5分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6436648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251008
关于积分的说明 17551333
捐赠科研通 5494944
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898196
邀请新用户注册赠送积分活动 1874885
关于科研通互助平台的介绍 1716139