Ni42 钢的电化学氧化：一种高活性双功能电催化剂
化学物理
2017-03-24 v1
摘要
Janus 型水分解催化剂作为太阳能转化为燃料的首选工具，受到了极大的关注。AISI Ni 42 钢经过严苛的阳极氧化处理后，被转化为一种双功能电催化剂。在 pH 7、13、14、14.6（OER）以及 pH 0、1、13、14、14.6（HER）条件下，析氧反应（OER）和析氢反应（HER）均能被高效且稳定地催化。在 pH 7 缓冲溶液中，对电活化后的钢进行长期 OER 测量，在 491 mV 的过电位下，其电流密度约为近期开发的 OER 电催化剂的 4 倍（4 mA/cm2）。在 pH 7 和 pH 13 的 OER 极化实验中，该催化剂展现出的极强电压-电流行为甚至优于已知的 IrO2-RuO2。即使在对催化剂施加接近标准工业操作条件的情况下，也未检测到催化剂的降解。稳定的基于镍、铁氧化物的钝化层充分保护了裸金属免受进一步氧化。电荷到氧气（OER）和电荷到氢气（HER）的定量转化得到了证实。高分辨率 XPS 谱图表明，最有可能的情况是 -NiO(OH) 和 FeO(OH) 是催化活性 OER 物质，而 NiO 是催化活性 HER 物质。
引用
@article{arxiv.1703.07775,
title = {Electro-Oxidation of Ni42 Steel: A highly Active Bifunctional Electrocatalyst},
author = {Helmut Schäfer and Daniel M. Chevrier and Peng Zhang and Johannes Stangl and Klaus Müller-Buschbaum and Jörg D. Hardege and Karsten Küpper and Joachim Wollschläger and Ulrich Krupp and Simon Dühnen and Martin Steinhart and Lorenz Walder and Shamaila Sadaf and Mercedes Schmidt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.07775},
year = {2017}
}