Boosting the Performance of Alkaline Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer with Vanadium‐Doped NiFe2O4

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作者
Minsol Kwon,Jun Seok Ha,Dong Hyeon Lee,Taehyun Kwon,Minseo Kim,Young‐Hun Jeong,Han Seul Kim,Alexander S. Ditter,David A. Shapiro,Young‐Sang Yu,Yoo Sei Park,Dongju Lee
出处
期刊:Small [Wiley]
标识
DOI:10.1002/smll.202410006
摘要

Abstract Developing efficient, economical, and stable catalysts for the oxygen evolution reaction is pivotal for producing large‐scale green hydrogen in the future. Herein, a vanadium‐doped nickel‐iron oxide supported on nickel foam (V‐NiFe 2 O 4 /NF) is introduced, and synthesized via a facile hydrothermal method as a highly efficient electrocatalyst for water electrolysis. X‐ray photoelectron and absorption spectroscopies reveal a synergistic interaction between the vanadium dopant and nickel/iron in the host material, which tunes the electronic structure of NiFe 2 O 4 to increase the number of electrochemically active sites. The V‐NiFe 2 O 4 /NF electrode exhibited superior electrochemical performance, with a low overpotential of 186 mV at a current density of 10 mA cm −2 , a Tafel slope value of 54.45 mV dec −1 , and minimal charge transfer resistance. Employing the V‐NiFe 2 O 4 /NF electrode as an anode in an alkaline anion exchange membrane water electrolyzer single‐cell, a cell voltage of 1.711 V is required to achieve a high current density of 1.0 A cm −2 . Remarkably, the cell delivered an energy conversion efficiency of 73.30% with enduring stability, making it a promising candidate for industrial applications.
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