Die Sauerstoffentwicklungsreaktion an passiv oxidbedeckten Übergangsmetall-Elektroden in alkalischer Lösung. Teil III – Eisen.

Die Kinetik der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) an passiv oxidbedeckten polykristallinen Fe-Elektroden in wässriger alkalischer Lösung wurde sowohl mit dc-statischen Polarisations- als auch mit ac-Impedanztechniken untersucht. Es stellte sich als schwierig heraus, reproduzierbare Polarisationsdaten für helle Anoden zu erhalten, weshalb ein elektrochemisches Vorbehandlungsverfahren entwickelt wurde. Nach der Alterung eines bestimmten Elektrodenmusters und der Anwendung des Vorbehandlungsregimes vor jedem Experiment war es möglich, reproduzierbare Werte der Tafelneigung und der Reaktionsordnung in Bezug auf die OH- Ionenaktivität zu bestimmen. Der Zusammenhang zwischen dem OER-Polarisationverhalten und der sich verändernden Natur des passiven Oxidfilms, bei wiederholter Elektrodenvorbehandlung und experimenteller Nutzung, wurde durch zyklische Voltammetrie charakterisiert. Wie bereits für oxidierte Co-Elektroden festgestellt wurde, ist es notwendig, ein duales Energiebarrienmodell zuzulassen, um einige der experimentellen Tafelneigungswerte zu rationalisieren. Durch die Betrachtung der hier präsentierten kinetischen Daten, in Verbindung mit komplementären Ergebnissen, die für stark gealterte und auch für mehrfachzyklisierte Eisen-Elektroden erhalten wurden, entsteht ein bevorzugter Reaktionsweg. Die aktive Oberfläche der Elektrode für die OER wurde unter Verwendung der gleichen aktuellen transiente Abbautechnik geschätzt, die wir auf Ni- und Co-Anoden angewendet haben. Auf dieser Grundlage wird die „reale“ flächennormalisierte Aktivitätsreihe für die OER unter den passiven Oxiden dieser Übergangsmetalle der ersten Reihe skizziert.