Highly Active and Stable Al-Doped NiFe Self-Supported Oxygen Evolution Reaction Electrode for Alkaline Water Electrolysis

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作者
Byung‐Jo Lee,Sang‐Mun Jung,Guoliang Yu,Hyun-Yup Kim,Jaesub Kwon,Kyu‐Su Kim,Jaeik Kwak,Wooseok Lee,Dong Hyeon Mok,Seoin Back,Yong‐Tae Kim
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:: 1123-1134 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c04393
摘要

Alkaline water electrolysis (AWE), a predominant technology for large-scale industrial hydrogen production, faces limitations in commercialization owing to the inadequate catalytic activity and stability of oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts. This study introduces a NiFeAl self-supported electrode characterized by high activity and stability for the OER and outlines a rational design strategy for NiFe (oxy)hydroxide-based self-supported electrodes. The introduction of Al, a ternary dopant with relatively low electronegativity and a small ionic radius, into the NiFe electrode effectively controls the adsorption energy of O-intermediates and facilitates the deprotonation of adsorbed OH*, thereby accelerating the OER. Remarkably, the NiFeAl self-supported electrode demonstrates approximately 50% enhanced operational activity (0.71 A cm–2 at 1.8 V) compared to NiFe alongside exceptional stability (>72 h at 0.6 A cm–2) in OER within an AWE single cell. These findings highlight the significant potential of the NiFeAl electrode for application in AWE for efficient, large-scale hydrogen production.
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