High-performance oxygen evolution reaction activity at low and higher current densities using nanostructured CeO2 and Plasma-assisted Bi@CeO2 electrocatalysts

析氧 等离子体 材料科学 化学工程 催化作用 氧气 氧还原反应 电流(流体) 纳米技术 化学 电极 物理化学 电化学 电气工程 工程类 生物化学 量子力学 物理 有机化学
作者
Que Thi Nguyen,Umesh T. Nakate,Jinyu Chen,Yuwen Wei,Sungjune Park
出处
期刊:Materials Science And Engineering: B [Elsevier BV]
卷期号:286: 116014-116014 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.mseb.2022.116014
摘要

• Simple and non-alkali reagent hydrothermal synthesis of nanostructured CeO 2 (HC) • Plasma engraving to prepare rich-oxygen vacancies electrode of Bi@CeO 2 (PBC) • At 10 mA cm −2 , the HC electrode displays a low overpotential of 0.32 V, Excellent stability of 99.6 % for 15 h. • The PBC electrode exhibits a low overpotential of 0.46 V at a current density of 250 mA cm −2. • Excellent stability of 99 % for 15 h at a current density of 100 mA cm −2. Herein, pristine nanostructured cerium oxide (CeO 2 ) electrode (HC) was fabricated via an alkali-free hydrothermal, exhibiting high OER behaviors at low current density. The HC electrode displayed a low overpotential of 0.32 V, low Tafel slope of 61.6 mV dec -1 , and high stability of 99.6 % for 15 h at a current density of 10 mA cm −2 . To accelerate the kinetic of OER at high current density, a binary Bi@CeO 2 plasma-activated electrode (PBC) was prepared as an effective electrocatalyst to evolve larger oxygen gas. The PBC electrode exhibited a low overpotential (0.42 V and 0.46 V) at higher current densities of 50 mA cm −2 and 250 mA cm −2 , a small Tafel slope of 47.4 mV dec -1 , and excellent stability of 99 % for 15 h at a current density of 100 mA cm −2 . The results suggested that CeO 2 and its composite Bi@CeO 2 are promising potential active OER electrocatalysts.
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