Nanočestice iridijuma spontano istaložene na protonovane TiO2 nanotubularne strukture kao visokoaktivni elektrokatalizatori izdvajanja vodonika u kiseloj sredini
Iridium nanoparticles spontaneously deposited on protonated TiO2 nanotubular structures as highly active electrocatalysts for hydrogen evolution in acidic environment
Апстракт
Razvoj efikasnih elektrokatalizatora za reakciju izdvajanja vodonika sa niskim sadržajem skupocenih metala platinske grupe je ključan za širu komercijalizaciju elektrolizera vode sa polimernom membranom u kiseloj sredini. U ovom radu su anodno formirani nizovi TiO2 nanotuba (TNT) najpre katodno redukovani uz delimičnu interkalaciju protona, a zatim dekorisani ultrafinim česticama iridijuma putem direktne galvanske izmene. Pokazano je da kontrolisana transformacija morfologije gornje površine TNT filma od uredno poređanih otvorenih tuba do neuređenih nanožica kasnije doprinosi povećanju broja dostupnih aktivnih mesta Ir. Za Ir@TNT kompozite sa slojem nanožica, visoka aktivnost za izdvajanje vodonika postignuta je već pri korišćenju veoma niskih koncentracija IrCl3 u rastvoru za galvansku izmenu. Sa sadržajem Ir od svega 5.7 μg cm–2, najbolja Ir@TNT katoda pokazala je prenapetost od –63 mV na gustini struje od –100 mA cm–2, kao i izvrsnu katalitičku i strukturnu stabilnost u rastvoru 1 M... HClO4. Teorijske simulacije sugerišu da hidrogenovani TiO2 nosač stabilizuje istaloženi Ir, omogućava umerenu jačinu veze Ir–Hads i aktivno regeneriše površinu Ir tokom izdvajanja vodonika.
Кључне речи:
Iridium / TiO2 nanotube array / HER / acidic electrolyte / nanowireИзвор:
Савремени правци истраживања водоника као горива будућности, 10. јун 2022, Српска академија наука и уметности, Књига сажетака, 2022, 53-Издавач:
- Beograd : Univerzitet u Beogradu - Fakultet za fizičku hemiju
Финансирање / пројекти:
- Развој, карактеризација и примена наноструктуираних композитних катализатора и интерактивних носача у горивним спреговима и електролизи воде (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-172054)
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200053 (Универзитет у Београду, Институт за мултидисциплинарна истраживања) (RS-MESTD-inst-2020-200053)
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200146 (Универзитет у Београду, Факултет за физичку хемију) (RS-MESTD-inst-2020-200146)
- COST action MP1407
- Bilateral cooperation project between Serbia and Germany (project years 2020-2021, No. 22)
- ERC
- DFG
- Swedish Research Council, grant agreement No. 2018-05973
Напомена:
- https://www.sanu.ac.rs/savremeni-pravci-istrazivanja-vodonika-kao-goriva-buducnosti/
Институција/група
Institut za multidisciplinarna istraživanjaTY - CONF AU - Lačnjevac, Uroš PY - 2022 UR - http://rimsi.imsi.bg.ac.rs/handle/123456789/2834 AB - Razvoj efikasnih elektrokatalizatora za reakciju izdvajanja vodonika sa niskim sadržajem skupocenih metala platinske grupe je ključan za širu komercijalizaciju elektrolizera vode sa polimernom membranom u kiseloj sredini. U ovom radu su anodno formirani nizovi TiO2 nanotuba (TNT) najpre katodno redukovani uz delimičnu interkalaciju protona, a zatim dekorisani ultrafinim česticama iridijuma putem direktne galvanske izmene. Pokazano je da kontrolisana transformacija morfologije gornje površine TNT filma od uredno poređanih otvorenih tuba do neuređenih nanožica kasnije doprinosi povećanju broja dostupnih aktivnih mesta Ir. Za Ir@TNT kompozite sa slojem nanožica, visoka aktivnost za izdvajanje vodonika postignuta je već pri korišćenju veoma niskih koncentracija IrCl3 u rastvoru za galvansku izmenu. Sa sadržajem Ir od svega 5.7 μg cm–2, najbolja Ir@TNT katoda pokazala je prenapetost od –63 mV na gustini struje od –100 mA cm–2, kao i izvrsnu katalitičku i strukturnu stabilnost u rastvoru 1 M HClO4. Teorijske simulacije sugerišu da hidrogenovani TiO2 nosač stabilizuje istaloženi Ir, omogućava umerenu jačinu veze Ir–Hads i aktivno regeneriše površinu Ir tokom izdvajanja vodonika. PB - Beograd : Univerzitet u Beogradu - Fakultet za fizičku hemiju C3 - Савремени правци истраживања водоника као горива будућности, 10. јун 2022, Српска академија наука и уметности, Књига сажетака T1 - Nanočestice iridijuma spontano istaložene na protonovane TiO2 nanotubularne strukture kao visokoaktivni elektrokatalizatori izdvajanja vodonika u kiseloj sredini T1 - Iridium nanoparticles spontaneously deposited on protonated TiO2 nanotubular structures as highly active electrocatalysts for hydrogen evolution in acidic environment SP - 53 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2834 ER -
@conference{ author = "Lačnjevac, Uroš", year = "2022", abstract = "Razvoj efikasnih elektrokatalizatora za reakciju izdvajanja vodonika sa niskim sadržajem skupocenih metala platinske grupe je ključan za širu komercijalizaciju elektrolizera vode sa polimernom membranom u kiseloj sredini. U ovom radu su anodno formirani nizovi TiO2 nanotuba (TNT) najpre katodno redukovani uz delimičnu interkalaciju protona, a zatim dekorisani ultrafinim česticama iridijuma putem direktne galvanske izmene. Pokazano je da kontrolisana transformacija morfologije gornje površine TNT filma od uredno poređanih otvorenih tuba do neuređenih nanožica kasnije doprinosi povećanju broja dostupnih aktivnih mesta Ir. Za Ir@TNT kompozite sa slojem nanožica, visoka aktivnost za izdvajanje vodonika postignuta je već pri korišćenju veoma niskih koncentracija IrCl3 u rastvoru za galvansku izmenu. Sa sadržajem Ir od svega 5.7 μg cm–2, najbolja Ir@TNT katoda pokazala je prenapetost od –63 mV na gustini struje od –100 mA cm–2, kao i izvrsnu katalitičku i strukturnu stabilnost u rastvoru 1 M HClO4. Teorijske simulacije sugerišu da hidrogenovani TiO2 nosač stabilizuje istaloženi Ir, omogućava umerenu jačinu veze Ir–Hads i aktivno regeneriše površinu Ir tokom izdvajanja vodonika.", publisher = "Beograd : Univerzitet u Beogradu - Fakultet za fizičku hemiju", journal = "Савремени правци истраживања водоника као горива будућности, 10. јун 2022, Српска академија наука и уметности, Књига сажетака", title = "Nanočestice iridijuma spontano istaložene na protonovane TiO2 nanotubularne strukture kao visokoaktivni elektrokatalizatori izdvajanja vodonika u kiseloj sredini, Iridium nanoparticles spontaneously deposited on protonated TiO2 nanotubular structures as highly active electrocatalysts for hydrogen evolution in acidic environment", pages = "53", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2834" }
Lačnjevac, U.. (2022). Nanočestice iridijuma spontano istaložene na protonovane TiO2 nanotubularne strukture kao visokoaktivni elektrokatalizatori izdvajanja vodonika u kiseloj sredini. in Савремени правци истраживања водоника као горива будућности, 10. јун 2022, Српска академија наука и уметности, Књига сажетака Beograd : Univerzitet u Beogradu - Fakultet za fizičku hemiju., 53. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2834
Lačnjevac U. Nanočestice iridijuma spontano istaložene na protonovane TiO2 nanotubularne strukture kao visokoaktivni elektrokatalizatori izdvajanja vodonika u kiseloj sredini. in Савремени правци истраживања водоника као горива будућности, 10. јун 2022, Српска академија наука и уметности, Књига сажетака. 2022;:53. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2834 .
Lačnjevac, Uroš, "Nanočestice iridijuma spontano istaložene na protonovane TiO2 nanotubularne strukture kao visokoaktivni elektrokatalizatori izdvajanja vodonika u kiseloj sredini" in Савремени правци истраживања водоника као горива будућности, 10. јун 2022, Српска академија наука и уметности, Књига сажетака (2022):53, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2834 .