基于 S235 钢的自支撑三维多孔电催化剂用于高效耐久析氧反应
化学物理
2018-09-18 v1
摘要
一种基于 S235 钢基底的新型析氧反应（OER）催化剂（3D S235-P 钢）已通过简便的一步表面改性成功制备。标准碳锰钢经表面磷化，形成独特的三维互联纳米多孔表面，其高比表面积有利于电催化引发的析氧反应。所制备的 3D S235-P 钢在碱性条件下表现出增强的电催化 OER 活性，经证实具有低过电位（{\eta}=326 mV @ j=10 mA cm-2）及 68.7 mV dec-1 的小 Tafel 斜率。此外，该催化剂在长期使用条件下稳定，可在 pH 13 下作为析氧电极工作，充足的电荷至氧气转换率证实了这一点（法拉第效率：在 10 mA cm-2 与 5 mA cm-2 下分别为 82.11% 与 88.34%）。另外，结果表明所选用表面改性使 S235 钢充分成为 OER 电催化剂，并可在中性 pH 条件下稳定工作。我们的研究表明，高催化活性可能源于 OER 过程中生成的 Fe/(Mn) 氢氧化物/氧氢氧化物。因此，磷化处理不仅是优化标准碳锰钢电催化性能的有效途径，也促成了在能量转换领域开发低成本、丰产钢种。
引用
@article{arxiv.1809.06330,
title = {Free-sustaining Three-dimensional S235 Steel-based Porous Electrocatalyst for Highly Efficient and Durable Oxygen Evolution},
author = {Weijia Han and Karsten Küpper and Peilong Hou and Wajiha Akram and Henning Eickmeier and Jörg Hardege and Martin Steinhart and Helmut Schäfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.06330},
year = {2018}
}
备注
ChemSusChem, 2018, published online