Ultraschnelle Synthese von großflächigen, kostengünstigen und hochaktiven Ni─Fe-basierten Elektroden zur industriellen Meerwasseroxidation

Zusammenfassung Es ist von Bedeutung, einen aktiven, effizienten Elektrokatalysator für die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) zu entwickeln, da dies die Effizienz und die Kosten der Wasser-/Meerwassee Elektrolyse bestimmt. Hier wird ein kosteneffektives Ni─Fe-Hydroxid als vielversprechender OER-Katalysator mit einer ultraschnellen Methode in 1 Minute entwickelt. Der Katalysator zeigt niedrige OER-Überspannungen von 240 und 254 mV bei 10 mA cm −2 in 1 m KOH bzw. alkalischem Meerwasser. Er weist auch eine hervorragende elektrochemische Stabilität auf. In situ Raman-Spektren und andere physikalische Charakterisierungen beweisen, dass die Incorporierung von Fe und die Transformation von Ni(Fe)(OH) 2 zu Ni(Fe)OOH für die Verbesserung der OER-Leistung verantwortlich sind. Darüber hinaus kann der Ni─Fe-Hydroxid-Katalysator leicht skaliert und in 1 Minute synthetisiert werden. Der Katalysator mit einer Größe von 2000 cm 2 bleibt elektrochemisch gleichmäßig. Die alkalische Elektrolysezelle, die mit dem Ni─Fe-Katalysator als Anode und kommerzialisiertem porösem NiMo-Schaum als Kathode ausgestattet ist, hat eine Stromdichte von 200 mA cm −2 bei 2,3 und 2,9 V in 6 m KOH und alkalischem Meerwasser bei 60 °C gezeigt. Daher ist der ultraschnell synthetisierte, erdreichreiche Ni─Fe-Katalysator skalierbar, wirtschaftlich und hochaktiv für OER, was vielversprechend für industrielle Anwendungen zur Wasser-/Meerwasserspaltung ist.