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A high-performance oxygen evolution electrode of nanoporous Ni-based solid solution by simulating natural meteorites

材料科学 过电位 塔菲尔方程 纳米孔 析氧 柯肯德尔效应 化学工程 电极 电解水 纳米技术 氧化物 润湿 电解 冶金 复合材料 化学 电化学 物理化学 电解质 工程类
作者
Boya Hao,Zhiguo Ye,J.L. Xu,Liangliang Li,Juntong Huang,Xinyuan Peng,Duosheng Li,Zhong Jin,Guang Ma
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:410: 128340-128340 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.128340
摘要

Transforming the intermittent solar and wind energies into green hydrogen energy by water electrolysis is deemed to be a promising approach to substitute traditional fossil energies. However, the scarcity of precious IrO2/RuO2-based metal oxides for oxygen evolution reaction hinders the large-scale utilization. Here, based on the nanoscale Kirkendall effect, we fabricate nanoporous γ-Ni based solid solution with the simulated FeCoNi surface compositions of Gibeon meteorites by a facile microwave sintering method. A metal (oxy)hydroxide layer with a thickness of approximately 9 nm was formed on the surface of as-prepared electrode after aging, achieving an overpotential of only 254 mV at 10 mA cm−2 and a low Tafel slope of 37.0 mV dec−1. The electrode exhibits outstanding long-term stability in a wide range of current densities without compromising the electrocatalytic activity, which is attributed to the 3D-interconnected nanoporous structure, synergistic effect of different species, high conductivity and excellent wettability. The fabrication of nanoporous non-precious solid solution architectures which mimic naturally-formed materials provides a feasible strategy for the design of high-performance electrocatalysts towards clean energy applications.
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