view in publisher's site

Atomic layer deposition of Pd nanoparticles on self-supported carbon-Ni/NiO-Pd nanofiber electrodes for electrochemical hydrogen and oxygen evolution reactions

Highlights•Self-supported CNF-Ni/NiO-Pd electrodes were fabricated.•Electrospinning with atomic layer deposition were used for the electrode fabrication.•CNF-Ni/NiO-Pd electrodes were used for HER and OER reactions under acidic and basic conditions.•CNF-Ni/NiO-Pd electrodes have shown high HER and OER activity compared to Pt and IrO2 catalysts.•Synergistic effect between the graphitic nanosheets, Ni/NiO and Pd NPs at the nanointerfaces has been highlighted.AbstractThe most critical challenge in hydrogen fuel production is to develop efficient, eco-friendly, low-cost electrocatalysts for water splitting. In this study, self-supported carbon nanofiber (CNF) electrodes decorated with nickel/nickel oxide (Ni/NiO) and palladium (Pd) nanoparticles (NPs) were prepared by combining electrospinning, peroxidation, and thermal carbonation with atomic layer deposition (ALD), and then employed for hydrogen evolution and oxygen evolution reactions (HER/OER). The best CNF-Ni/NiO-Pd electrode displayed the lowest overpotential (63 mV and 1.6 V at j = 10 mA cm−2), a remarkably small Tafel slope (72 and 272 mV dec−1), and consequent exchange current density (1.15 and 22.4 mA cm−2) during HER and OER, respectively. The high chemical stability and improved electrocatalytic performance of the prepared electrodes can be explained by CNF functionalization via Ni/NiO NP encapsulation, the formation of graphitic layers that cover and protect the Ni/NiO NPs from corrosion, and ALD of Pd NPs at the surface of the self-supported CNF-Ni/NiO electrodes.Graphical abstractDownload : Download high-res image (247KB)Download : Download full-size image

رسوب لایه اتمی نانوذرات Pd بر روی الکترودهای نانوفیبر کربن - Ni / NiO - Pd خودپشتیبان برای واکنش‌های الکتروشیمیایی هیدروژن و تکامل اکسیژن

نقاط برجسته: الکترودهای CNF - Ni / NiO - Pd با پشتیبانی خود ساخته شدند. الکتروریسی با رسوب لایه اتمی برای ساخت الکترود استفاده شد. الکترودهای CNF - Ni / NiO - Pd برای واکنش‌های her و OER تحت شرایط اسیدی و بازی استفاده شدند. الکترودهای CNF - Ni / NiO - Pd در مقایسه با کاتالیست های Pt و IRO۲، فعالیت بالای her و OER را نشان داده‌اند. اثر هم‌افزایی بین نانوصفحات گرافیتی، Ni / NiO و Pd NPs در نانو واسط‌ها بسیار روشن‌تر شده‌است. واکنش متقابل مهم‌ترین چالش در تولید سوخت هیدروژن، توسعه الکتروکاتالیست های کارآمد، سازگار با محیط‌زیست و کم‌هزینه برای تجزیه آب است. در این مطالعه، الکترودهای نانوفیبر کربنی خود پشتیبان (CNF)مزین به نانوذرات اکسید نیکل / نیکل (Ni / NiO)و پالادیوم (Pd)(NPs)با ترکیب الکتروریسی، پراکسیداسیون، و کربن دهی حرارتی با رسوب لایه اتمی (ALD)آماده شدند، و سپس برای تکامل هیدروژن و واکنش‌های تکامل اکسیژن (her / OER)به کار گرفته شدند. بهترین الکترود CNF - Ni / NiO - Pd کم‌ترین پتانسیل بیش از حد (mV ۶۳ و V ۱.۶ در)، شیب تافل بسیار کوچک (۷۲ و ۲۷۲ mDEC - ۱)، و چگالی جریان تبادل متعاقب (۱.۱۵ و mA cm - ۲)را به ترتیب در طول her و OER نشان داد. پایداری شیمیایی بالا و عملکرد الکتروکاتالیتیک بهبود یافته الکترودهای آماده‌شده را می توان با عامل دار کردن CNF از طریق انکپسولاسیون Ni / NiO NP، تشکیل لایه‌های گرافیتی که Ni / NiO NPs را در برابر خوردگی پوشش داده و از آن‌ها محافظت می‌کنند، و ALD Pd NPs در سطح CNF - Ni / NidesO با پشتیبانی خود، توضیح داد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Biomaterials
  • ترجمه مقاله Biomaterials
  • مقاله مواد بیولوژیکی
  • ترجمه مقاله مواد بیولوژیکی
  • مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • ترجمه مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • ترجمه مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • ترجمه مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • ترجمه مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • مقاله Colloid and Surface Chemistry
  • ترجمه مقاله Colloid and Surface Chemistry
  • مقاله شیمی کلوئید و سطح
  • ترجمه مقاله شیمی کلوئید و سطح
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.